EP4315382A1 - Pyrotechnic circuit breaker - Google Patents

Pyrotechnic circuit breaker

Info

Publication number
EP4315382A1
EP4315382A1 EP22715626.2A EP22715626A EP4315382A1 EP 4315382 A1 EP4315382 A1 EP 4315382A1 EP 22715626 A EP22715626 A EP 22715626A EP 4315382 A1 EP4315382 A1 EP 4315382A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cut
conductive
circuit breaker
electrical conductor
cut end
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22715626.2A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Fabien LAMY
Maxime GRANDIAU
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Autoliv Development AB
Original Assignee
Autoliv Development AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Autoliv Development AB filed Critical Autoliv Development AB
Publication of EP4315382A1 publication Critical patent/EP4315382A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H39/00—Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current
    • H01H39/006—Opening by severing a conductor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H39/00—Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current
    • H01H2039/008—Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current using the switch for a battery cutoff

Definitions

  • the present invention generally relates to a pyrotechnic circuit breaker intended to be mounted on a motor vehicle.
  • An object of the present invention is to respond to the drawbacks of the prior art mentioned above and in particular, first of all, to provide a compact pyrotechnic circuit breaker which can be used to cut efficiently and rapid an electrical conductor forming part of of an electrical circuit traversed by low, medium or high currents, at low or high voltage, while withstanding the pressure and/or temperature conditions even if electric arcs are inevitably generated when the electrical conductor is cut.
  • a first aspect of the invention relates to a pyrotechnic circuit breaker comprising:
  • an electrical conductor to be cut arranged to form part of an electrical circuit, and at least partially arranged in the casing so as to pass through the interrupting chamber
  • At least one knife movable between a rest position and a final position, and arranged to cut at least a portion of the electrical conductor located in the interrupting chamber, when the knife passes from the rest position to the final position, the cut in the electrical conductor defining a cut zone separating a first cut end of the electrical conductor from a second cut end of the electrical conductor,
  • a pyrotechnic actuator arranged to move the knife from the rest position to the final position when it is actuated, - at least one cooling device arranged in the interrupting chamber to cool gases present in the interrupting chamber after the actuation of the pyrotechnic actuator, the circuit breaker having a first arc path allowing a first electric arc to be established directly from the first cut end to the second cut end, characterized in that the cooling device comprises a plurality of conductive coolers arranged in the interrupting chamber so that the circuit breaker presents a secondary arc path allowing secondary electric arcs to be established: - from the first cut end to a first conductive cooler, - from the first conductive cooler to a secondary conductive cooler or to a last conductive cooler, and
  • the circuit breaker comprises a plurality of conductive coolers (including the secondary conductive coolers), which makes it possible to generate several secondary electric arcs which can be established between the conductive coolers, which increases on the one hand the total voltage at the terminals of the device and on the other hand the dissipation of energy or its efficiency/speed and thus authorizes a rapid cut-off while limiting an excessive increase in temperature and/or pressure.
  • the conductive coolers (including the secondary conductive coolers) are arranged in the interrupting chamber, that is to say that at least a part of each conductive cooler leads to or is arranged in view of the interrupting chamber.
  • At least one conductive cooler and preferably at least two conductive coolers has (have) a part directly opposite the electrical conductor to be cut.
  • the first electric arc is established from the first cut end to the second cut end during the electrical break of the electrical circuit comprising the electrical conductor to be cut, that is to say during the physical break or mechanics of the electrical conductor, during the separation of the first cut end from the second cut end and when the first cut end moves away from the second cut end, the arc lengthens which increases the voltage at its terminals.
  • the secondary electric arcs are established between the first cut end, the conductive coolers (including the secondary conductor coolers), the second end cut during the electrical cut-off of the electrical circuit comprising the electrical conductor to be cut. That is to say that these secondary arcs are established after the physical or mechanical cut of the electrical conductor, once the first cut end is separated from the second cut end when the electrical and/or environmental conditions are more favorable to establishment of secondary arcs than of the first arc(s).
  • the secondary electric arcs are established between separate components (at different potentials).
  • the secondary electric arcs can be provided to be able to be established in series between the first cut end, the conductive coolers, the second end.
  • the secondary electric arcs form a series of secondary electric arcs that connect two cut ends via at least one conductive cooler.
  • the knife is arranged to mechanically separate the first cut end from the second cut end. We can consider shearing, but also rupture by elongation, tearing or traction.
  • the circuit breaker may comprise a piston which carries the knife and which separates the knife from the pyrotechnic actuator.
  • the interrupting chamber is protected from the particles generated by the pyrotechnic actuator, which preserves the insulation resistances after operation and protects the control circuit of the device.
  • the conductive coolers can be metallic parts. It is possible to provide porous parts or parts having internal voids. Provision may be made to form the conductive coolers with a metal wire. Provision can be made to compact the metal wire on itself to form the conductive coolers. In other words, each conductive cooler is formed with one or more compacted wire(s). It is also possible to provide a compacted knit, or even porous sintered parts. Such parts easily conduct current with low resistance, and can dissipate energy.
  • the conductive coolers can be porous parts and/or with voids and/or with passages and/or with interstices, and/or with a density much lower than that of the metal of which they are formed, and which can be easily traversed by gases, which provides a large exchange surface and an interesting cooling capacity for the gas of the interrupting chamber.
  • the gases in the interrupting chamber can be compressed by the displacement of the knife, so that there is displacement of these gases in the coolers, within the free spaces, and this allows an exchange of heat effective for cooling the gases in the interrupting chamber, in other words, the conductive coolers (including the secondary conductive coolers) can be designed to perform convection cooling (exchange of heat between a gas and a solid).
  • the conductive coolers may not be solid and/or non-porous parts.
  • the conductive coolers can be distinct, and/or separate, and/or insulated from the electrical conductor to be cut.
  • the conductive coolers can be housed or arranged in the arc chute independently: they are separate components.
  • the conductive coolers can be (before and/or after cutting) electrically insulated from each other and/or from the conductor to be cut. It is for example possible to provide for mounting all or part of the conductive coolers (including the secondary conductive coolers) on a particular location of a casing made of insulating material (plastic for example). It is possible to provide a space or an absence of physical-electrical contact between all or part of the conductive coolers (including the secondary conductive coolers). In other words, and in any case before the triggering of the pyrotechnic actuator, the conductive coolers (including the secondary conductive coolers) can be inactive parts which have no function and/or no interaction with the electrical conductor at to cut.
  • the conductive coolers can be arranged at a predetermined distance from the electrical conductor and/or from the first cut end and/or from the second cut end.
  • the conductive coolers can be arranged at a predetermined distance from the electrical conductor and/or from the first cut end and/or from the second cut end before, and/or during and/or after the cutting of the electrical conductor.
  • Such a predetermined distance guarantees the constant presence of an air-filled space between the conductive coolers and the first cut end and/or the second cut end. The air then forms an insulating medium and no direct contact is provided during operation between the conductive coolers and the electrical conductor and/or the first cut end and/or the second cut end.
  • the predetermined distance can be defined so as to constantly guarantee a free space between each of the conductive coolers and the electrical conductor and/or the first cut end and/or the second cut end, and/or said at least one knife, during and after cutting the electrical conductor.
  • Such a predetermined distance guarantees the constant presence of an air-filled space between the conductive coolers and the first cut end and/or the second cut end. The air then forms an insulating medium and no direct contact is provided during operation between the conductive coolers and the first cut end and/or the second cut end. Consequently, electric arcs can be established by ionizing the air or the gas contained in the interrupting chamber.
  • the conductive coolers (including the secondary conductive coolers) can be arranged in the interrupting chamber so that the secondary electric arcs can be established along the secondary arc path only if before and/or during the cut, the electrical conductor is traversed by an electric current which may have an intensity greater than a threshold intensity and/or if after the cut, a voltage across the terminals of the circuit breaker may be greater than a threshold voltage.
  • the distance between the first cut end and the second cut end to establish the first electric arc and the distance between the conductive coolers and the first cut end and/or the second cut end and/or the distances between coolers to establish the secondary electric arcs are taken into account and adjusted to cause the establishment of secondary electric arcs systematically beyond a certain intensity of current before breaking and/or voltage after breaking.
  • the first arc path may have a restriction or a reduced passage or a complete obstruction so that the secondary electric arcs can be established along the path.
  • secondary arcing only if, during breaking, the electrical conductor is traversed by an electric current which may present an intensity greater than a threshold intensity and/or if after breaking, a voltage at the terminals of the circuit breaker may be greater than a threshold voltage.
  • the restriction or the reduced passage or the complete obstruction on the first arc path can cause an increase in resistance or a reduction in the capacity to transmit current by the first electric arc such that the establishment of the secondary electric arcs will be systematic beyond a certain current intensity before breaking and/or voltage after breaking.
  • the circuit breaker may comprise a die, the knife in the final position may be resting on or facing the die so as to cut and/or separate the interrupting chamber into at least two chambers secondary, the restriction or reduced passage can be defined between the knife in the final position and the die and the complete obstruction can be defined by a linear and/or surface contact between the die and the knife over the entire width of the electrical conductor.
  • the restriction or the reduced passage may be formed by a hole and/or a groove made in the knife and/or the die.
  • the restriction or the reduced passage can be delimited by at least one plastic wall intended to be eroded or able to be removed by ablation.
  • a plastic wall intended to be eroded or able to be removed by ablation.
  • the plastic material which is removed by ablation by the electric arc is vaporized and changes the conductivity of the medium in which the electric arc propagates, which further increases the voltage of the arc. This makes it possible to reach a total arc voltage higher than the supply voltage more quickly.
  • the surface of the part made of plastic material can example be sublimated under the action of the high heat flux created by the electric arc.
  • the restriction or the passage may have a cross section of less than 0.5 mm 2 and/or a length of between 1 and 5 mm.
  • the circuit breaker may comprise a plurality of conductive coolers (including secondary conductive coolers) arranged in the interrupting chamber, so that secondary electric arcs can be established between at least two adjacent conductive coolers.
  • the conductive coolers can be arranged to cause the secondary electric arcs to travel from conductive cooler to conductive cooler.
  • the conductive coolers (including the secondary conductive coolers) can be distinct and each separated from each other by a predetermined inter-distance.
  • two adjacent conductive coolers that can be located on the secondary arc path and separated by a predetermined inter-distance can each be remote from the electrical conductor, and/or of the first cut end and/or of the second cut end by a distance greater than said inter-distance.
  • Such an implementation ensures that the secondary arc path includes all conductive coolers.
  • the circuit breaker may comprise at least three conductive coolers, (including the secondary conductive coolers) on the secondary arc path, so as to be able to define a first conductive cooler and a last conductive cooler located on the secondary arc path, and the first cooler conductor and the last conductive cooler can each be arranged closer to the electrical conductor, and/or the first cut end and/or the second cut end than the other conductive coolers.
  • the two closest conductive coolers will be the first and the last conductive cooler in the chain of conductive coolers which will transmit the secondary electric arcs.
  • the secondary arc path includes a first conductive cooler, all other conductive coolers, and a last conductive cooler that is closer to the second cut end than all other conductive coolers.
  • a first secondary electric arc is established between the first cut end and the first conductive cooler
  • one or more intermediate secondary arcs are established between the succession of other conductive coolers up to the last conductive cooler
  • a last arc secondary electrical is established between the last conductive cooler and the second cut end.
  • At least two conductive coolers can be separated by an insulating wall, for example made of plastic, the insulating wall possibly comprising a recess or a hole located on the path of secondary arch. The position of the recess or hole ensures that a secondary electric arc can be established between two adjacent coolers.
  • the two conductive coolers (including the secondary conductive coolers) that can be separated by the insulating wall can each have two ends, with a first end facing the interrupting chamber and/or the conductor electric, and in which the recess or the hole
  • - can be offset from the first end, or
  • each conductive cooler can be arranged on the side of the second end of each conductive cooler opposite the first end. Such an implementation ensures that current passes through a significant length of the conductive cooler, improving heat and power dissipation.
  • the walls of the interrupting chamber can be covered with plastic material, with the exception of the conductive coolers and/or the electrical conductor.
  • provision may be made to have overmolded coolers in the housing (provided that a conductive part protrudes) to guarantee a more regular dimension and facilitate manufacturing on an assembly line.
  • the knife can be arranged to detach a portion of the electrical conductor to be cut during movement from the rest position to the final position.
  • a free strand or a free portion is cut and then detached from the electrical conductor.
  • the first arc path will allow two first electric arcs to occur, one directly between the first cut end and the second cut end of a first cut area, and the other directly between the first cut end and the second cut end of a second cut area.
  • the circuit breaker may comprise a plurality of knives, so as to define:
  • first cut end of the electrical conductor from a second cut end of the electrical conductor and at least one free section of electrical conductor after the cut, and/or - a first arc path capable of allowing a first electric arc to be established directly from the first cut end to the second cut end of a cut zone and for another first arc to be established directly from the first cut end at the second cut end of another cut area.
  • the multiplication of the first electric arcs makes it possible to increase the cutting capacity.
  • a succession of cut zones placed in series on the first arc path each have a first electric arc connecting the cut ends: the first electric arcs are in series.
  • the circuit breaker may comprise only one secondary arc path passing through at least one and preferably at least two conductive coolers (including the secondary conductive coolers) to allow secondary electric arcs to be established from the first cut end of said one cut zone to the second cut end of said another cut zone.
  • the secondary electric arcs are in series along the second arc path.
  • the conductive coolers (including the secondary conductive coolers) can be arranged so that the secondary electric arcs can be established at least at least partially simultaneously with the first electric arc.
  • the first arc path may be different from the secondary arc path.
  • the circuit breaker may comprise two connection terminals, and, during at least part of the breaking of the electrical circuit comprising the electrical conductor, the first arc path and the arc path secondary can form parallel electrical paths between the two connection terminals.
  • the first arc path and the secondary arc path can respectively form a first branch and a second branch defined in parallel to each other, between the first cut end and the second cut end.
  • - the first branch can include:
  • - ionized insulating gas from the interrupting chamber, and/or - the second branch may comprise a series association of at least:
  • At least one conductive cooler (including the secondary conductive coolers) can be formed by a metal wire, preferably compacted, and whose diameter is between 0.05 mm and 0.3 mm, and preferably between 0.1 mm and 0.2 mm, terminals included.
  • Such yarns have a large specific surface, which facilitates exchanges.
  • At least part of the material of a conductive cooler can be provided to be eroded by a secondary electric arc during the breaking of the electric circuit comprising the electrical conductor.
  • Such erosion makes it possible to dissipate energy, in particular if a fusion or sublimation of the material occurs with significant stored latent heat.
  • the local thermal inertia is low, so that local melting phenomena can occur to dissipate energy.
  • the circuit breaker may comprise two connection terminals, and the conductive coolers (including the secondary conductive coolers) can be arranged to limit, during the electrical cut-off of the electrical circuit comprising the electrical conductor to cut, a maximum voltage across the terminals of the circuit breaker to 250% of a voltage across the terminals of the circuit breaker after breaking.
  • the conductive coolers can be arranged at a distance of between 0.5 mm and 10 mm from each other.
  • the circuit breaker may comprise at least one elongated conductive cooler, (including secondary conductive coolers), and in which the secondary arc path passes through at least a part of the elongated conductive cooler so that has :
  • a first secondary arc can be established between:
  • a second aspect of the invention relates to a pyrotechnic circuit breaker comprising:
  • a bootmaker defining an interrupting chamber, - an electrical conductor to be cut, at least partially arranged in the casing so as to cross the arcing chamber,
  • At least one knife movable between a rest position and a final position, and arranged to cut at least a portion of the electrical conductor located in the interrupting chamber, when the knife passes from the rest position to the final position, the cutting of the electrical conductor defining a cut zone separating a first cut end of the electrical conductor from a second cut end of the electrical conductor, - a pyrotechnic actuator, arranged to move the knife from the rest position to the final position during its actuation,
  • the circuit breaker having a first arc path allowing a first electric arc to be established directly from the first cut end to the second cut end, characterized in that the cooling device comprises at least one conductive cooler arranged in the interrupting chamber so that the circuit breaker presents a path of secondary arc different from the first arc path and allowing secondary electric arcs to be established between the first cut end, the conductive cooler, and the second cut end.
  • the cooling device may comprise a single conductive cooler, which is part of the secondary arc path (several conductive coolers can of course be provided). This allows to offer the first arc path which passes directly from one cut end to the other, and the secondary arc path which passes through at least one conductive cooler to increase the efficiency of heat absorption, with secondary electric arcs arriving or departing directly from the conductive cooler.
  • secondary electric arcs can traverse the secondary arc path, before, during or after one or more first electric arcs traverse the first arc path.
  • first arc path and the second arc path can define paths or branches or portions of parallel electrical circuits within the circuit breaker.
  • the first arc path and the second arc path can define paths or branches or portions of parallel electrical circuits within the circuit breaker, and:
  • the first arc path may have one or more zones cut in series, each traversed by a first electric arc established directly between its cut ends (several first electric arcs are established in series), and/or,
  • the second arc path may have or comprise one or more conductive coolers with a plurality of secondary electric arcs to connect (via the conductive cooler(s)) one cut end to another cut end of the same cut or uncut area (several secondary electric arcs are established in series).
  • the circuit breaker may comprise a plurality of knives, so as to define:
  • the electric arcs of the first arc path are established between components different from those on which the arcs of the second arc path are established; except for the first and second ends. Otherwise formulated, none of the arcs of the second path is established on the free section.
  • a third aspect of the invention relates to a motor vehicle comprising at least one circuit breaker according to the first aspect of the invention.
  • FIG. 1 shows a perspective section of a circuit breaker according to the invention, before cutting an electrical conductor of the circuit breaker;
  • fig. 2 shows an upper housing part of the circuit breaker of Figure 1;
  • FIG. 3 shows the upper housing part of Figure 2 in bottom view
  • FIG. 4 shows a section of the circuit breaker of Figure 1, after cutting the electrical conductor
  • FIG. 5 represents a graph with measurement curves taken during a cut-off test of an electric circuit comprising a circuit breaker according to the present invention.
  • Figure 1 shows a pyrotechnic circuit breaker comprising:
  • - a box 10 formed by an upper shell 10a and a lower shell 10b, and defining an interrupting chamber 15, - an electrical conductor 20,
  • At least one cooling device 50 comprising a plurality of conductive coolers 51a, 52, 51b (visible in Figure 2).
  • the housing 10 is formed by the upper shell 10a and the lower shell 10b which are mounted one on the other taking the electrical conductor 20 sandwiched.
  • peripheral holes are provided in the upper shell 10a and the fixing of the upper shell 10a to the lower shell 10b is ensured by screws or rivets.
  • other methods of fixing can be provided with legs, fixing lugs by elastic interlocking, etc.
  • the upper shell 10a is provided in one piece in plastic material, for example injected
  • the lower shell 10b is formed in this example by a metal carcass 11 and an overmolded skin 12 made of plastic material.
  • a metal carcass can be provided for the upper shell 10a, and/or only injected plastic material for the lower shell 10b.
  • a polymeric material such as for example polyamide
  • a filler or reinforcing material such as glass fibers.
  • the electrical conductor 20 supports an overmolded spacer 13 (a polymer such as polyamide for example) and which is received in the upper shell 10a and the lower shell 10b forming the housing 10.
  • the central part of the conductor 20 is thinned and crosses breaking chamber 15, delimited at the top by the upper shell 10a and at the bottom by the piston 30.
  • the two ends of the electrical conductor 20 include holes, in order to form two connection terminals to connect or integrate the circuit breaker to an electrical circuit, such as for example the power, traction or propulsion circuit of an electric or hybrid vehicle.
  • interrupting chamber 15 is delimited at the top by dies 14a, 14b, 14c, 14d of the upper shell 10a and at the bottom by the knives 31a, 31b, 31c of the piston 30. It can be noted that the matrices 14a,
  • the dies 14a, 14b, 14c, 14d and the knives 31a, 31b, 31c are respectively arranged on either side of the electrical conductor 20.
  • the dies 14a, 14b, 14c, 14d and the knives 31a, 31b, 31c are respectively offset relative to each other to be able to fit together during a movement of the piston 30 by cutting the electrical conductor 20.
  • the dies 14a, 14b, 14c, 14d and the knives 31a, 31b, 31c are provided to be able to mechanically cut the electrical conductor by shearing, in particular at the level of three shearing lines arranged between the knife 31a and the die 14b, between the die 14b and the knife 31b, and between the die 14d and the knife 31c.
  • the upper shell 10a also comprises a cooling device 50 comprising a plurality of conductive coolers 51a, 52, 51b.
  • These conductive coolers 51a, 52, 51b all have, in this embodiment, a lower end which opens out or which is included in the arc chute 15 and have, among other functions, the purpose of cooling the gases in the arc chute which can be heated by electric arcs in order to store and/or diffuse heat and limit increases in the temperature of the case 10.
  • the conductive coolers 51a, 52, 51b are metallic and can be formed with a compacted metal wire to give them their final shape.
  • the circuit breaker comprises ten conductive coolers 51a, 52, 51b which are arranged to form three rows separated by the matrices 14b and 14c.
  • a first conductive cooler 51a, secondary conductive coolers 52, and a last conductive cooler 51b can be distinguished.
  • the first conductive cooler 51a and the last conductive cooler 51b protrude more widely from the upper shell 10a (see FIG. 2) and/or emerge deeper into the interrupting chamber 15, to be closer to the electrical conductor 20 as the secondary conductive coolers 52 (see Figure 4).
  • no part of the electrical conductor 20 touches or physically contacts, in this embodiment, either of the conductive coolers 51a, 52, 51b, before, during, or after the mechanical cut-off.
  • the electrical conductor 20 (or its parts which have been detached during mechanical cutting) is always physically separated from the conductive coolers 51a, 52, 51b, in particular by air, which is an insulating medium. , or which can become conductive if ionized during the formation of an electric arc).
  • the piston 30 (shown in Figure 1 in the rest position) is provided to be able to move in the housing 10, and the pyrotechnic actuator 40 is provided in the lower part of the housing 10 for this purpose.
  • the pyrotechnic actuator 40 (typically a pyrotechnic electro igniter) is embedded in the lower shell 10b and opens into a combustion chamber 32 formed in the piston 30.
  • gases Heat and particles are expelled into the combustion chamber 32 where the pressure increases rapidly, which pushes the piston 30 to leave the rest position of Figure 1 to go to a final position as shown in Figure 4.
  • FIG. 4 shows the circuit breaker of Figure 1 with the piston 30 in the final position, and the electrical conductor 20 has been cut and now forms a first and a second recessed portions respectively 21 and 24, a first free section 22 and a second free section 23.
  • first free section 22 is trapped between the knife 31a, the knife 31b and the die 14a, so that its position is completely imposed and controlled.
  • the second free section 23 has meanwhile been bent by ribs located on the knife 31b and on the knife 31c, and is held in contact with the die 14c by these ribs of the piston 30, so that its position is also completely imposed and controlled.
  • a cut zone separates a first cut end 21 c1 of the first recessed portion 21 from a second cut end 22 c1 of the free section 22,
  • first cut end and second cut end are arbitrary, because each cut zone separates two cut ends from each other.
  • the circuit breaker example here leads to the generation of two free sections 22 and 23, but there can be no free section, a single free section, or more than two free sections.
  • the circuit breaker according to the present invention is typically intended to be integrated or used in the electrical circuit of a motor vehicle, and in particular in the electrical traction or propulsion circuit of a vehicle. electric or hybrid car.
  • the electrical conductor 20 can be traversed by electric currents in a range from 0 A to 25,000 A or even 30,000 A, and a voltage across the terminals of the circuit after breaking can range from a few tens of volts to several hundreds or thousands of volts.
  • the circuit breaker according to the present invention is designed to be able to present different and distinct arc paths during the process of electrical breaking of the electrical circuit in which the circuit breaker is integrated.
  • a first arc path allows at least a first arc to be established from the first cut end to the second cut end of the same cut zone.
  • a secondary arc path is provided to pass through at least part of the multitude of conductive coolers, 51a, 52, 51b, to allow secondary electric arcs to be established between a conductive cooler and at least one other conductive cooler.
  • first electrical arcs can be established directly between the cut ends of the same zone cut to conduct current directly between the cut ends (the primary arc path), and secondary electric arcs can occur through conductive coolers to conduct current indirectly between cut ends (the secondary arc path ).
  • the electrical cut remains fast since the first electrical arcs can be established, but the secondary arc path provides a more efficient energy and/or heat dissipation, with secondary electric arcs passing through or through the conductive coolers.
  • a secondary electric arc is established between each of the adjacent conductive coolers in pairs, to "bypass" the matrices 14b and 14c.
  • the secondary arc path goes up the left row to the last secondary conductive cooler of the row, reference 52fr1, and then passes on the middle row to the first secondary conductive cooler of this row , of reference 52pr2, to go down the middle row to the last secondary conductive cooler of this row 52fr2, and goes to the first secondary conductive cooler of the right row of reference 52pr3, to finally go to the last conductive cooler 51b.
  • the first conductive cooler 51a and the last conductive cooler 51b are each closer to the electrical conductor 20 than the other secondary conductive coolers 52, so that this ensures that there is no no electric arc secondary between any part of electrical conductor 20 and one of the other secondary conductor coolers 52.
  • the secondary arc path is distinct and different from the first arc path, and provides a parallel electrical path.
  • provision may be made to establish the secondary electric arcs from a certain moment, and/or from a certain intensity/voltage couple of the current which travels the electric circuit at to cut.
  • the conditions for establishing secondary arcs on the secondary arc path will be about as favorable as those of the first arc path, and secondary electric arcs can be established simultaneously with the first electric arcs; - from a second given displacement of the piston (for example from of a certain distance between two cut ends of the same cut zone), the conditions for establishing secondary arcs on the secondary arc path will be more favorable than those of the first arc path, and only electric arcs secondary arcs may be established when the first electric arc(s) are extinguished.
  • Figure 5 shows a graph with measurement curves taken during a cutting test of an electrical circuit comprising the circuit breaker of Figure 1 with the electrical conductor 20 through which the electric current.
  • the electric current has an intensity Icc of 2000 A, a voltage Vbatt of 835 V, and the electric circuit has an impedance of 14 mH.
  • the Icc curve represents the total intensity of the current which crosses the circuit breaker (before breaking, the intensity is 2000 A, after breaking, the intensity is of 0 A).
  • the curve Vbatt represents the voltage, constant, at the terminals of the current generator of the electrical circuit comprising the circuit breaker. In this example, the voltage is 835 V.
  • the curve Maf represents the firing current, in amperes, applied to the pyrotechnic actuator 40.
  • the curve Vcc represents the voltage measured at the terminals of the circuit breaker.
  • the curve Ire represents the measurement of the intensity of the electric current between two adjacent secondary conductive coolers 52 . In other words, Ire represents the intensity of the current that travels through the secondary arc path.
  • the pyrotechnic actuator is fired at 1.45 ms, and the electrical circuit (the resistive bridge of the electro pyrotechnic igniter) is cut at around 1.6 ms, the pyrotechnic actuator is then generating hot gases and particles in the combustion chamber 32 to cause the movement of the piston 30.
  • the voltage Vcc at the terminals of the circuit breaker begins to increase, which indicates that the electrical conductor 20 is broken and the first electric arcs traverse the first arc path.
  • the total intensity Isc of the current flowing through the circuit breaker begins to drop. However, the intensity Ire of the electric current between two adjacent secondary conductive coolers 52 is zero, which indicates that the electric current only passes through the first arc path.
  • the intensity Ire of the electric current between two adjacent secondary conductive coolers 52 begins to increase, which indicates that secondary electric arcs have established themselves along the secondary arc path. It can be seen that the slope of the voltage Vcc bends approximately at this instant by 2.0 ms. At this instant, electric current passes through the first arc path, and also through the secondary arc path.
  • the intensity Ire of the electric current between two adjacent secondary conductive coolers 52 becomes equal or substantially equal to the total intensity Isc of the current which passes through the circuit breaker and which continues to decrease.
  • all current flowing through the circuit breaker is through the secondary arc path.
  • the rise slope of the voltage Vcc at the terminals of the circuit breaker shows inflections, while continuing to increase.
  • the circuit breaker has a first arc path and a secondary arc path which are different and which form two portions or two parallel circuit branches within the circuit breaker,
  • the first arc path and the secondary arc path are simultaneously traversed by electric current (both branches are conductive),
  • the first arc path comprises one or more cut zones, with first electric arcs which can be established directly between the two cut ends of each cut zone, while the secondary arc path can allow a cut end of one cut area to be connected to a cut end of another cut area [0099]
  • the parameters listed below can be configured to adapt the times when the first and/or the secondary arc path will be traversed by electric current during the breaking process, depending on the intensity and voltage imposed by the current generator of the electrical circuit:
  • a circuit breaker according to the present invention, and its manufacture, are susceptible of industrial application.
  • the first arc path comprises one or more cut zones, with first electric arcs which can be established directly between the two ends of each cut region, while the secondary arc path can be used to connect a cut end of one cut region to a cut end of another cut region (or the same cut region).

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Abstract

A pyrotechnic circuit breaker comprising: - a housing (10), - an electrical conductor (20) passing through the housing (10), - at least one blade (31a, 31b, 31c), able to move so as to sever at least one portion of the electrical conductor (20), the severing of the electrical conductor (20) defining a severed region separating a first severed end (21c1, 22c2, 23c2) of the electrical conductor (20) from a second severed end (22c1, 23c1, 24c1) of the electrical conductor (20), - a pyrotechnic actuator (40), the circuit breaker having a first arc path allowing a first electric arc to be established directly from the first severed end (21c1, 22c2, 23c2) to the second severed end (22c1, 23c1, 24c1), characterized in that the circuit breaker comprises conductive coolers (51a, 52, 51b) so as to have a secondary arc path passing through a first conductive cooler (51a) and through a secondary conductive cooler (52) or a last conductive cooler (51b).

Description

DESCRIPTION DESCRIPTION
TITRE : Coupe-circuit pyrotechnique [0001] Domaine technique de l'invention TITLE: Pyrotechnic circuit breaker [0001] Technical field of the invention
[0002] La présente invention concerne de manière générale un coupe-circuit pyrotechnique destiné à être monté sur un véhicule automobile. The present invention generally relates to a pyrotechnic circuit breaker intended to be mounted on a motor vehicle.
[0003] État de la technique [0004] Il est connu dans l’art antérieur des dispositifs coupe-circuits pyrotechnique, comme celui divulgué dans le document W02020099546A1. En contrepartie, ce système peut présenter des limites en termes de gestion de l’énergie, et en particulier la chaleur, générée par les arcs électriques créés lors de l’ouverture d’un circuit sous tension, en particulier lorsque de forts courants et/ou fortes tensions et ou fortes inductances sont à couper. Les courants parcourant des circuits électriques de véhicules électriques peuvent présenter des intensités de plusieurs milliers ou dizaines de milliers d'ampères, avec des tensions pouvant aller à un ou plusieurs milliers de volts. Il faut garantir de pouvoir couper de tels circuits électriques rapidement, sans toutefois que le ou les arcs créés à l’ouverture du circuit alimenté engendrent des conditions de pression et/ou température qui puissent endommager le dispositif le document US2020194202A1 se rapporte à un boîtier fusible électrique ou un boîtier de connexion, avec un coupe-circuit. Le document WO2014048913A1 se rapporte à un interrupteur de court-circuit. [0005] Exposé de l'invention [0003] STATE OF THE ART [0004] Pyrotechnic circuit breaker devices are known in the prior art, such as that disclosed in document WO2020099546A1. On the other hand, this system may have limits in terms of energy management, and in particular the heat, generated by the electric arcs created when opening a live circuit, in particular when high currents and/or or strong tensions and or strong inductances are to be cut. The currents flowing through the electric circuits of electric vehicles can have intensities of several thousand or tens of thousands of amperes, with voltages that can range from one or several thousand volts. It must be guaranteed to be able to cut such electrical circuits quickly, without however the arc or arcs created when the powered circuit is opened generating pressure and/or temperature conditions which could damage the device document US2020194202A1 relates to a fuse box electric or a connection box, with a circuit breaker. The document WO2014048913A1 relates to a short-circuit switch. [0005] Disclosure of the invention
[0006] Un but de la présente invention est de répondre aux inconvénients de l’art antérieur mentionnés ci-dessus et en particulier, tout d'abord, de proposer un coupe-circuit pyrotechnique compact qui peut être utilisé pour couper de manière efficace et rapide un conducteur électrique faisant partie d'un circuit électrique parcouru par des courants faibles, moyens ou forts, à faible ou haute tension, tout en supportant les conditions de pression et/ou température même si des arcs électriques sont inévitablement générés lors de la coupure du conducteur électrique. [0007] Pour cela un premier aspect de l’invention concerne un coupe-circuit pyrotechnique comprenant : An object of the present invention is to respond to the drawbacks of the prior art mentioned above and in particular, first of all, to provide a compact pyrotechnic circuit breaker which can be used to cut efficiently and rapid an electrical conductor forming part of of an electrical circuit traversed by low, medium or high currents, at low or high voltage, while withstanding the pressure and/or temperature conditions even if electric arcs are inevitably generated when the electrical conductor is cut. For this, a first aspect of the invention relates to a pyrotechnic circuit breaker comprising:
- un boîtier, définissant une chambre de coupure, - a box, defining a breaking chamber,
- un conducteur électrique à couper, agencé pour faire partie d'un circuit électrique, et au moins partiellement agencé dans le boîtier de sorte à traverser la chambre de coupure, - an electrical conductor to be cut, arranged to form part of an electrical circuit, and at least partially arranged in the casing so as to pass through the interrupting chamber,
- au moins un couteau, mobile entre une position de repos et une position finale, et agencé pour couper au moins une portion du conducteur électrique située dans la chambre de coupure, lors du passage du couteau de la position de repos à la position finale, la coupure du conducteur électrique définissant une zone coupée séparant une première extrémité coupée du conducteur électrique d'une deuxième extrémité coupée du conducteur électrique, - at least one knife, movable between a rest position and a final position, and arranged to cut at least a portion of the electrical conductor located in the interrupting chamber, when the knife passes from the rest position to the final position, the cut in the electrical conductor defining a cut zone separating a first cut end of the electrical conductor from a second cut end of the electrical conductor,
- un actionneur pyrotechnique, agencé pour faire passer le couteau de la position de repos à la position finale lors de son actionnement, - au moins un dispositif de refroidissement agencé dans la chambre de coupure pour refroidir des gaz présents dans la chambre de coupure après l'actionnement de l'actionneur pyrotechnique, le coupe-circuit présentant un premier chemin d'arc permettant à un premier arc électrique de s’établir directement de la première extrémité coupée à la deuxième extrémité coupée, caractérisé en ce que le dispositif de refroidissement comprend une pluralité de refroidisseurs conducteurs agencés dans la chambre de coupure de sorte à ce que le coupe-circuit présente un chemin d’arc secondaire permettant à des arcs électriques secondaires de s’établir : - de la première extrémité coupée à un premier refroidisseur conducteur, - du premier refroid isseur conducteur à un refroidisseur conducteur secondaire ou à un dernier refroidisseur conducteur, et - a pyrotechnic actuator, arranged to move the knife from the rest position to the final position when it is actuated, - at least one cooling device arranged in the interrupting chamber to cool gases present in the interrupting chamber after the actuation of the pyrotechnic actuator, the circuit breaker having a first arc path allowing a first electric arc to be established directly from the first cut end to the second cut end, characterized in that the cooling device comprises a plurality of conductive coolers arranged in the interrupting chamber so that the circuit breaker presents a secondary arc path allowing secondary electric arcs to be established: - from the first cut end to a first conductive cooler, - from the first conductive cooler to a secondary conductive cooler or to a last conductive cooler, and
- du refroidisseur conducteur secondaire ou du dernier refroidisseur conducteur à la deuxième extrémité coupée. [0008] Le coupe-circuit selon a mise en œuvre ci-dessus comprend une pluralité de refroidisseurs conducteurs (incluant les refroidisseurs conducteurs secondaires), ce qui permet de générer plusieurs arcs électriques secondaires qui peuvent s'établir entre les refroidisseurs conducteurs, ce qui augmente d’une part la tension totale aux bornes du dispositif et d’autre part la dissipation d'énergie ou son efficacité / rapidité et autorise ainsi une coupure rapide tout en limitant une augmentation de température et/ou pression trop élevée. Selon la mise en œuvre ci-dessus, les refroidisseurs conducteurs (incluant les refroidisseurs conducteurs secondaires) sont agencés dans la chambre de coupure, c’est-à-dire qu'au moins une partie de chaque refroidisseur conducteur débouche sur ou est agencée en regard de la chambre de coupure. En particulier au moins un refroidisseur conducteur et de préférence au moins deux refroidisseurs conducteurs a (ont) une partie directement en regard du conducteur électrique à couper. [000§] Typiquement, le premier arc électrique s'établit de la première extrémité coupée à la deuxième extrémité coupée lors de la coupure électrique du circuit électrique comprenant le conducteur électrique à couper, c’est-à-dire lors de la coupure physique ou mécanique du conducteur électrique, lors de la séparation de la première extrémité coupée de la deuxième extrémité coupée et lorsque la première extrémité coupée s’éloigne de la deuxième extrémité coupée, l’arc s’allonge ce qui augmente la tension à ses bornes. - from the secondary conductive cooler or from the last conductive cooler to the second cut end. The circuit breaker according to the implementation above comprises a plurality of conductive coolers (including the secondary conductive coolers), which makes it possible to generate several secondary electric arcs which can be established between the conductive coolers, which increases on the one hand the total voltage at the terminals of the device and on the other hand the dissipation of energy or its efficiency/speed and thus authorizes a rapid cut-off while limiting an excessive increase in temperature and/or pressure. According to the implementation above, the conductive coolers (including the secondary conductive coolers) are arranged in the interrupting chamber, that is to say that at least a part of each conductive cooler leads to or is arranged in view of the interrupting chamber. In particular, at least one conductive cooler and preferably at least two conductive coolers has (have) a part directly opposite the electrical conductor to be cut. [000§] Typically, the first electric arc is established from the first cut end to the second cut end during the electrical break of the electrical circuit comprising the electrical conductor to be cut, that is to say during the physical break or mechanics of the electrical conductor, during the separation of the first cut end from the second cut end and when the first cut end moves away from the second cut end, the arc lengthens which increases the voltage at its terminals.
[0010]Typiquement, les arcs électriques secondaires s'établissent entre la première extrémité coupée, les refroidisseurs conducteurs (incluant les refroidisseurs conducteurs secondaires), la deuxième extrémité coupée lors de la coupure électrique du circuit électrique comprenant le conducteur électrique à couper. C’est-à-dire que ces arcs secondaires s'établissent après la coupure physique ou mécanique du conducteur électrique, une fois que la première extrémité coupée est séparée de la deuxième extrémité coupée lorsque les conditions électriques et/ou environnementales sont plus favorables à l’établissement des arcs secondaires que du ou des premiers) arc(s). En particulier, on peut noter que les arcs électriques secondaires s'établissent entre des composants distincts (à des potentiels différents). [0011]Typiquement, les arcs électriques secondaires peuvent être prévus pour pouvoir s'établir en série entre la première extrémité coupée, les refroidisseurs conducteurs, la deuxième extrémité. Autrement dit, les arcs électriques secondaires forment une série d’arcs électriques secondaires qui relient deux extrémités coupées via au moins un refroidisseur conducteur. [0012] T ypiq uement, le couteau est agencé pour séparer mécaniquement la première extrémité coupée de la deuxième extrémité coupée. On peut envisager un cisaillement, mais aussi une rupture par allongement, déchirement ou traction. [0010] Typically, the secondary electric arcs are established between the first cut end, the conductive coolers (including the secondary conductor coolers), the second end cut during the electrical cut-off of the electrical circuit comprising the electrical conductor to be cut. That is to say that these secondary arcs are established after the physical or mechanical cut of the electrical conductor, once the first cut end is separated from the second cut end when the electrical and/or environmental conditions are more favorable to establishment of secondary arcs than of the first arc(s). In particular, it can be noted that the secondary electric arcs are established between separate components (at different potentials). [0011] Typically, the secondary electric arcs can be provided to be able to be established in series between the first cut end, the conductive coolers, the second end. In other words, the secondary electric arcs form a series of secondary electric arcs that connect two cut ends via at least one conductive cooler. Typically, the knife is arranged to mechanically separate the first cut end from the second cut end. We can consider shearing, but also rupture by elongation, tearing or traction.
[0013] T ypiq uement, le coupe-circuit peut comprendre un piston qui porte le couteau et qui sépare le couteau de l'actionneur pyrotechnique. Ainsi la chambre de coupure est protégée des particules générées par l'actionneur pyrotechnique, ce qui préserve les résistances d'isolement après fonctionnement et protège le circuit de commande du dispositif. [0013] Typically, the circuit breaker may comprise a piston which carries the knife and which separates the knife from the pyrotechnic actuator. Thus the interrupting chamber is protected from the particles generated by the pyrotechnic actuator, which preserves the insulation resistances after operation and protects the control circuit of the device.
[0014]Selon un mode de réalisation, les refroidisseurs conducteurs (incluant les refroidisseurs conducteurs secondaires) peuvent être des pièces métalliques. On peut prévoir des pièces poreuses ou présentant des vides internes. On peut prévoir de former les refroidisseurs conducteurs avec un fil métallique. On peut prévoir de compacter le fil métallique sur lui-même pour former les refroidisseürs conducteurs. En d'autres termes, chaque refroidisseur conducteur est formé avec un ou plusieurs fil(s) compactés. On peut prévoir aussi un tricot compacté, ou même des pièces frittées poreuses. De telles pièces conduisent facilement le courant avec une faible résistance, et peuvent dissiper de l'énergie. According to one embodiment, the conductive coolers (including the secondary conductive coolers) can be metallic parts. It is possible to provide porous parts or parts having internal voids. Provision may be made to form the conductive coolers with a metal wire. Provision can be made to compact the metal wire on itself to form the conductive coolers. In other words, each conductive cooler is formed with one or more compacted wire(s). It is also possible to provide a compacted knit, or even porous sintered parts. Such parts easily conduct current with low resistance, and can dissipate energy.
[0015] En effet, selon un mode de réalisation, les refroidisseürs conducteurs (incluant les refroidisseürs conducteurs secondaires) peuvent être des pièces poreuses et/ou avec des vides et/ou avec des passages et/ou avec des interstices, et/ou avec une densité bien inférieure à celle du métal dont ils sont formés, et qui peuvent être facilement traversés par les gaz, ce qui procure une grande surface d’échange et une capacité de refroidissement intéressante pour le gaz de la chambre de coupure. On peut noter que lors du fonctionnement, les gaz de la chambre de coupure peuvent être comprimés par le déplacement du couteau, si bien qu’il y a déplacement de ces gaz dans les refroidisseürs, au sein des espaces libres, et cela permet un échange de chaleur efficace pour refroidir les gaz de la chambre de coupure autrement dit, les refroidisseürs conducteurs (incluant les refroidisseürs conducteurs secondaires) peuvent être prévus pour effectuer un refroidissement par convection (échange de chaleur entre un gaz et un solide). [0015] Indeed, according to one embodiment, the conductive coolers (including the secondary conductive coolers) can be porous parts and/or with voids and/or with passages and/or with interstices, and/or with a density much lower than that of the metal of which they are formed, and which can be easily traversed by gases, which provides a large exchange surface and an interesting cooling capacity for the gas of the interrupting chamber. It may be noted that during operation, the gases in the interrupting chamber can be compressed by the displacement of the knife, so that there is displacement of these gases in the coolers, within the free spaces, and this allows an exchange of heat effective for cooling the gases in the interrupting chamber, in other words, the conductive coolers (including the secondary conductive coolers) can be designed to perform convection cooling (exchange of heat between a gas and a solid).
[0016] Selon un mode de réalisation, les refroidisseürs conducteurs (incluant les refroidisseürs conducteurs secondaires) peuvent ne pas être des pièces pleines et/ou non poreuses. [0016] According to one embodiment, the conductive coolers (including the secondary conductive coolers) may not be solid and/or non-porous parts.
[0017]Selon un mode de réalisation, les refroidisseürs conducteurs (incluant les refroidisseürs conducteurs secondaires) peuvent être distincts, et/ou séparés, et/ou isolés du conducteur électrique à couper. [0017] According to one embodiment, the conductive coolers (including the secondary conductive coolers) can be distinct, and/or separate, and/or insulated from the electrical conductor to be cut.
[0018] Selon un mode de réalisation, les refroidisseürs conducteurs (incluant les refroidisseürs conducteurs secondaires) peuvent être logés ou agencés dans la chambre de coupure de manière indépendante : ce sont des composants distincts. [0018] According to one embodiment, the conductive coolers (including the secondary conductive coolers) can be housed or arranged in the arc chute independently: they are separate components.
[0019]On peut aussi noter que les refroidisseurs conducteurs (incluant les refroidisseurs conducteurs secondaires) peuvent être (avant et/ou après coupure) isolés électriquement les uns des autres et/ou du conducteur à couper. On peut par exemple prévoir de monter tout ou partie des refroidisseurs conducteurs (incluant les refroidisseurs conducteurs secondaires) sur un emplacement particulier d’un boîtier en matière isolante (en plastique par exemple). On peut prévoir un espace ou une absence de contact physique-électrique entre tout ou partie des refroidisseurs conducteurs (incluant les refroidisseurs conducteurs secondaires). Autrement dit, et en tout cas avant le déclenchement de l’actionneur pyrotechnique, les refroidisseurs conducteurs (incluant les refroidisseurs conducteurs secondaires) peuvent être des pièces inactives qui n’ont pas de fonction et/ou pas d’interaction avec le conducteur électrique à couper. [0019] It can also be noted that the conductive coolers (including the secondary conductive coolers) can be (before and/or after cutting) electrically insulated from each other and/or from the conductor to be cut. It is for example possible to provide for mounting all or part of the conductive coolers (including the secondary conductive coolers) on a particular location of a casing made of insulating material (plastic for example). It is possible to provide a space or an absence of physical-electrical contact between all or part of the conductive coolers (including the secondary conductive coolers). In other words, and in any case before the triggering of the pyrotechnic actuator, the conductive coolers (including the secondary conductive coolers) can be inactive parts which have no function and/or no interaction with the electrical conductor at to cut.
[0020] Selon un mode de réalisation, les refroidisseurs conducteurs peuvent être agencés à une distance prédéterminée du conducteur électrique et/ou de la première extrémité coupée et/ou de la deuxième extrémité coupée. En particulier, les refroidisseurs conducteurs peuvent être agencés à une distance prédéterminée du conducteur électrique et/ou de la première extrémité coupée et/ou de la deuxième extrémité coupée avant, et/ou pendant et/ou après la coupure du conducteur électrique. Une telle distance prédéterminée garantit la présence constante d'un espace rempli d'air entre les refroidisseurs conducteurs et la première extrémité coupée et/ou la deuxième extrémité coupée. L'air forme alors un milieu isolant et aucun contact direct n'est prévu au cours du fonctionnement, entre les refroidisseurs conducteurs et le conducteur électrique et/ou la première extrémité coupée et/ou la deuxième extrémité coupée. En conséquence, des arcs électriques peuvent s'établir en ionisant l'air ou le gaz contenu dans la chambre de coupure. [0021]Selon un mode de réalisation, la distance prédéterminée peut être définie de sorte à constamment garantir un espace libre entre chacun des refroidisseurs conducteurs et le conducteur électrique et/ou la première extrémité coupée et/ou la deuxième extrémité coupée, et/ou ledit au moins un couteau, pendant et après la coupure du conducteur électrique. Une telle distance prédéterminée garantit la présence constante d'un espace rempli d'air entre les refroidisseurs conducteurs et la première extrémité coupée et/ou la deuxième extrémité coupée. L'air forme alors un milieu isolant et aucun contact direct n'est prévu au cours du fonctionnement, entre les refroidisseurs conducteurs et la première extrémité coupée et/ou la deuxième extrémité coupée. En conséquence, des arcs électriques peuvent s'établir en ionisant l'air ou le gaz contenu dans la chambre de coupure. [0020]According to one embodiment, the conductive coolers can be arranged at a predetermined distance from the electrical conductor and/or from the first cut end and/or from the second cut end. In particular, the conductive coolers can be arranged at a predetermined distance from the electrical conductor and/or from the first cut end and/or from the second cut end before, and/or during and/or after the cutting of the electrical conductor. Such a predetermined distance guarantees the constant presence of an air-filled space between the conductive coolers and the first cut end and/or the second cut end. The air then forms an insulating medium and no direct contact is provided during operation between the conductive coolers and the electrical conductor and/or the first cut end and/or the second cut end. Consequently, electric arcs can be established by ionizing the air or the gas contained in the interrupting chamber. According to one embodiment, the predetermined distance can be defined so as to constantly guarantee a free space between each of the conductive coolers and the electrical conductor and/or the first cut end and/or the second cut end, and/or said at least one knife, during and after cutting the electrical conductor. Such a predetermined distance guarantees the constant presence of an air-filled space between the conductive coolers and the first cut end and/or the second cut end. The air then forms an insulating medium and no direct contact is provided during operation between the conductive coolers and the first cut end and/or the second cut end. Consequently, electric arcs can be established by ionizing the air or the gas contained in the interrupting chamber.
[0022] Selon un mode de réalisation, les refroidisseurs conducteurs (incluant les refroidisseurs conducteurs secondaires) peuvent être agencés dans la chambre de coupure de sorte à ce que les arcs électriques secondaires puissent s’établir le long du chemin d'arc secondaire uniquement si avant et/ou pendant la coupure, le conducteur électrique est parcouru par un courant électrique pouvant présenter une intensité supérieure à une intensité seuil et/ou si après coupure, une tension aux bornes du coupe-circuit peut être supérieure à une tension seuil. Autrement dit, la distance entre la première extrémité coupée et la deuxième extrémité coupée pour établir le premier arc électrique et la distance entre les refroidisseurs conducteurs et la première extrémité coupée et/ou la deuxième extrémité coupée et/ou les distances entre refroidisseurs pour établir les arcs électriques secondaires sont prises en compte et ajustées pour provoquer l'établissement des arcs électriques secondaires systématiquement au-delà d'une certaine intensité de courant avant coupure et/ou de tension après coupure. [0022] According to one embodiment, the conductive coolers (including the secondary conductive coolers) can be arranged in the interrupting chamber so that the secondary electric arcs can be established along the secondary arc path only if before and/or during the cut, the electrical conductor is traversed by an electric current which may have an intensity greater than a threshold intensity and/or if after the cut, a voltage across the terminals of the circuit breaker may be greater than a threshold voltage. In other words, the distance between the first cut end and the second cut end to establish the first electric arc and the distance between the conductive coolers and the first cut end and/or the second cut end and/or the distances between coolers to establish the secondary electric arcs are taken into account and adjusted to cause the establishment of secondary electric arcs systematically beyond a certain intensity of current before breaking and/or voltage after breaking.
[0023] Selon un mode de réalisation, le premier chemin d’arc peut présenter une restriction ou un passage réduit ou une obstruction complète de sorte à ce que les arcs électriques secondaires puissent s’établir le long du chemin d'arc secondaire uniquement si, lors de la coupure, le conducteur électrique est parcouru par un courant électrique pouvant présenter une intensité supérieure à une intensité seuil et/ou si après coupure, une tension aux bornes du coupe-circuit peut être supérieure à une tension seuil. La restriction ou le passage réduit ou l’obstruction complète sur le premier chemin d'arc peut provoquer une élévation de résistance ou une diminution de la capacité à transmettre du courant par le premier arc électrique telle que l'établissement des arcs électriques secondaires sera systématique au-delà d'une certaine intensité de courant avant coupure et/ou de tension après coupure. According to one embodiment, the first arc path may have a restriction or a reduced passage or a complete obstruction so that the secondary electric arcs can be established along the path. secondary arcing only if, during breaking, the electrical conductor is traversed by an electric current which may present an intensity greater than a threshold intensity and/or if after breaking, a voltage at the terminals of the circuit breaker may be greater than a threshold voltage. The restriction or the reduced passage or the complete obstruction on the first arc path can cause an increase in resistance or a reduction in the capacity to transmit current by the first electric arc such that the establishment of the secondary electric arcs will be systematic beyond a certain current intensity before breaking and/or voltage after breaking.
[0024] Selon un mode de réalisation, le coupe-circuit peut comprendre une matrice, le couteau en position finale peut être en appui ou en regard sur la matrice de sorte à couper et/ou séparer la chambre de coupure en au moins deux chambres secondaires, la restriction ou le passage réduit peut être défini(e) entre le couteau en position finale et la matrice et l’obstruction complète peut être définie par un contact linéaire et/ou surfacique entre la matrice et le couteau sur toute une largeur du conducteur électrique. [0024]According to one embodiment, the circuit breaker may comprise a die, the knife in the final position may be resting on or facing the die so as to cut and/or separate the interrupting chamber into at least two chambers secondary, the restriction or reduced passage can be defined between the knife in the final position and the die and the complete obstruction can be defined by a linear and/or surface contact between the die and the knife over the entire width of the electrical conductor.
[0025] Selon un mode de réalisation, la restriction ou le passage réduit peut être formé(e) par un trou et/ou une gorge ménagée dans le couteau et/ou la matrice. According to one embodiment, the restriction or the reduced passage may be formed by a hole and/or a groove made in the knife and/or the die.
[0026] Selon un mode de réalisation, la restriction ou le passage réduit peut être délimité par au moins une paroi en matière plastique prévue pour être érodée ou pouvant être retirée par ablation. Une telle mise en œuvre permet de générer des particules isolantes et participer à l'extinction du premier arc électrique. La matière plastique qui se fait retirer par ablation par l'arc électrique est vaporisée et change la conductivité du milieu dans lequel se propage l'arc électrique, ce qui augmente encore la tension de l'arc. Cela permet d'atteindre plus rapidement une tension d'arc totale supérieure à la tension d'alimentation. La surface de la partie en matériau plastique peut par exemple être sublimée sous l'action du flux de chaleur élevé créé par l'arc électrique. According to one embodiment, the restriction or the reduced passage can be delimited by at least one plastic wall intended to be eroded or able to be removed by ablation. Such an implementation makes it possible to generate insulating particles and participate in extinguishing the first electric arc. The plastic material which is removed by ablation by the electric arc is vaporized and changes the conductivity of the medium in which the electric arc propagates, which further increases the voltage of the arc. This makes it possible to reach a total arc voltage higher than the supply voltage more quickly. The surface of the part made of plastic material can example be sublimated under the action of the high heat flux created by the electric arc.
[0027] Selon un mode de réalisation, la restriction ou le passage peut présenter une section transversale inférieure à 0.5 mm2 et/ou une longueur comprise entre 1 et 5 mm. [0027] According to one embodiment, the restriction or the passage may have a cross section of less than 0.5 mm 2 and/or a length of between 1 and 5 mm.
[0028]Selon un mode de réalisation, le coupe-circuit peut comprendre une pluralité de refroidisseurs conducteurs (incluant les refroidisseurs conducteurs secondaires) agencés dans la chambre de coupure, de sorte à ce que des arcs électriques secondaires puissent s'établir entre au moins deux refroidisseurs conducteurs adjacents. On peut agencer les refroidisseurs conducteurs pour faire cheminer les arcs électriques secondaires de refroidisseur conducteur en refroidisseur conducteur. [0028]According to one embodiment, the circuit breaker may comprise a plurality of conductive coolers (including secondary conductive coolers) arranged in the interrupting chamber, so that secondary electric arcs can be established between at least two adjacent conductive coolers. The conductive coolers can be arranged to cause the secondary electric arcs to travel from conductive cooler to conductive cooler.
[0029] Selon un mode de réalisation, les refroidisseurs conducteurs (incluant les refroidisseurs conducteurs secondaires) peuvent être distincts et chacun séparés les uns des autres par une inter-distance prédéterminée. According to one embodiment, the conductive coolers (including the secondary conductive coolers) can be distinct and each separated from each other by a predetermined inter-distance.
[0030] Selon un mode de réalisation, deux refroidisseurs conducteurs, (incluant les refroidisseurs conducteurs secondaires) adjacents pouvant être situés sur le chemin d’arc secondaire et séparés par une inter-distance prédéterminée peuvent être chacun éloignés du conducteur électrique, et/ou de la première extrémité coupée et/ou de la deuxième extrémité coupée d’une distance supérieure à ladite inter-distance. Une telle mise en œuvre garantit que le chemin d’arc secondaire inclue la totalité des refroidisseurs conducteurs. [0030]According to one embodiment, two adjacent conductive coolers (including secondary conductive coolers) that can be located on the secondary arc path and separated by a predetermined inter-distance can each be remote from the electrical conductor, and/or of the first cut end and/or of the second cut end by a distance greater than said inter-distance. Such an implementation ensures that the secondary arc path includes all conductive coolers.
[0031] Selon un mode de réalisation, le coupe-circuit peut comprendre aux moins trois refroidisseurs conducteurs, (incluant les refroidisseurs conducteurs secondaires) sur le chemin d’arc secondaire, de sorte à pouvoir définir un premier refroidisseur conducteur et un dernier refroidisseur conducteur situés sur le chemin d’arc secondaire, et le premier refroidisseur conducteur et le dernier refroidisseur conducteur peuvent être chacun agencés plus proches du conducteur électrique, et/ou de la première extrémité coupée et/ou de la deuxième extrémité coupée que les autres refroidisseurs conducteurs. Les deux refroidisseurs conducteurs les plus rapprochés seront le premier et le dernier refroidisseur conducteur de la chaîne de refroidisseur conducteurs qui transmettront les arcs électriques secondaires. Autrement dit, le chemin d’arc secondaire comprend un premier refroidisseur conducteur, tous les autres refroidisseurs conducteurs, et un dernier refroidisseur conducteur qui est plus proche de la deuxième extrémité coupée que tous les autres refroidisseurs conducteurs. Ainsi, un premier arc électrique secondaire s’établit entre la première extrémité coupée et le premier refroidisseur conducteur, un ou plusieurs arcs secondaires intermédiaires s’établissent entre la succession des autres refroidisseurs conducteurs et ce jusqu’au dernier refroidisseur conducteur, et un dernier arc électrique secondaire s’établit entre le dernier refroidisseur conducteur et la deuxième extrémité coupée. According to one embodiment, the circuit breaker may comprise at least three conductive coolers, (including the secondary conductive coolers) on the secondary arc path, so as to be able to define a first conductive cooler and a last conductive cooler located on the secondary arc path, and the first cooler conductor and the last conductive cooler can each be arranged closer to the electrical conductor, and/or the first cut end and/or the second cut end than the other conductive coolers. The two closest conductive coolers will be the first and the last conductive cooler in the chain of conductive coolers which will transmit the secondary electric arcs. In other words, the secondary arc path includes a first conductive cooler, all other conductive coolers, and a last conductive cooler that is closer to the second cut end than all other conductive coolers. Thus, a first secondary electric arc is established between the first cut end and the first conductive cooler, one or more intermediate secondary arcs are established between the succession of other conductive coolers up to the last conductive cooler, and a last arc secondary electrical is established between the last conductive cooler and the second cut end.
[0032] Selon un mode de réalisation, au moins deux refroidisseurs conducteurs, (incluant les refroidisseurs conducteurs secondaires) peuvent être séparés par une paroi isolante par exemple en plastique, la paroi isolante pouvant comprendre un évidement ou un trou situé sur le chemin d'arc secondaire. La position de l'évidement ou du trou garantit qu'un arc électrique secondaire peut s'établir entre deux refroidisseurs adjacents. According to one embodiment, at least two conductive coolers (including the secondary conductive coolers) can be separated by an insulating wall, for example made of plastic, the insulating wall possibly comprising a recess or a hole located on the path of secondary arch. The position of the recess or hole ensures that a secondary electric arc can be established between two adjacent coolers.
[0033]Selon un mode de réalisation, les deux refroidisseurs conducteurs, (incluant les refroidisseurs conducteurs secondaires) pouvant être séparés par la paroi isolante peuvent présenter chacun deux extrémités, avec une première extrémité en regard de la chambre de coupure et/ou du conducteur électrique, et dans lequel l'évidement ou le trou [0033]According to one embodiment, the two conductive coolers (including the secondary conductive coolers) that can be separated by the insulating wall can each have two ends, with a first end facing the interrupting chamber and/or the conductor electric, and in which the recess or the hole
- peut être décalé de la première extrémité, ou - can be offset from the first end, or
- peut être agencé du côté de la deuxième extrémité de chaque refroidisseur conducteur opposée à la première extrémité. Une telle mise en œuvre garantit que le courant passe au travers d'une longueur significative du refroidisseur conducteur, ce qui améliore la dissipation de chaleur et d’énergie. - Can be arranged on the side of the second end of each conductive cooler opposite the first end. Such an implementation ensures that current passes through a significant length of the conductive cooler, improving heat and power dissipation.
[0034]Selon un mode de réalisation, les parois de la chambre de coupure peuvent être recouvertes de matière plastique, à l’exception des refroidisseurs conducteurs et/ou du conducteur électrique. [0034]According to one embodiment, the walls of the interrupting chamber can be covered with plastic material, with the exception of the conductive coolers and/or the electrical conductor.
[0035] Selon un mode de réalisation, on peut prévoir d’avoir des refroidisseurs surmoulés dans le boîtier (pour autant qu’une partie conductrice dépasse) pour garantir un dimensionnel plus régulier et faciliter la fabrication sur une ligne d’assemblage. [0035]According to one embodiment, provision may be made to have overmolded coolers in the housing (provided that a conductive part protrudes) to guarantee a more regular dimension and facilitate manufacturing on an assembly line.
[0036] Selon un mode de réalisation, le couteau peut être agencé pour détacher une portion du conducteur électrique à couper lors du mouvement de la position de repos à la position finale. Autrement dit un brin libre ou une portion libre est découpée puis détachée du conducteur électrique. On a donc une zone coupée à chaque extrémité de cette portion détachée de conducteur électrique, avec pour chaque zone coupée une première extrémité coupée et une deuxième extrémité coupée. Le premier chemin d'arc permettra à deux premiers arcs électriques de s'établir, l'un directement entre la première extrémité coupée et la deuxième extrémité coupée d'une première zone coupée, et l'autre directement entre la première extrémité coupée et la deuxième extrémité coupée d'une deuxième zone coupée. According to one embodiment, the knife can be arranged to detach a portion of the electrical conductor to be cut during movement from the rest position to the final position. In other words, a free strand or a free portion is cut and then detached from the electrical conductor. There is therefore a cut zone at each end of this detached portion of electrical conductor, with for each cut zone a first cut end and a second cut end. The first arc path will allow two first electric arcs to occur, one directly between the first cut end and the second cut end of a first cut area, and the other directly between the first cut end and the second cut end of a second cut area.
[0037] Selon un mode de réalisation, le coupe-circuit peut comprendre une pluralité de couteaux, de sorte à définir : According to one embodiment, the circuit breaker may comprise a plurality of knives, so as to define:
- plusieurs zones coupées pouvant séparer chacune : une première extrémité coupée du conducteur électrique d'une deuxième extrémité coupée du conducteur électrique et au moins un tronçon libre de conducteur électrique après la coupure, et/ou - un premier chemin d’arc pouvant permettre à un premier arc électrique de s’établir directement de la première extrémité coupée à la deuxième extrémité coupée d’une zone coupée et à un autre premier arc de s’établir directement de la première extrémité coupée à la deuxième extrémité coupée d’une autre zone coupée. La multiplication des premiers arcs électriques permet d'augmenter la capacité de coupe. En d’autres termes, une succession de zones coupées placées en série sur le premier chemin d’arc présentent chacune un premier arc électrique reliant les extrémités coupées : les premiers arcs électriques sont en série. [0038] Selon un mode de réalisation, le coupe-circuit peut ne comprendre qu’un seul chemin d'arc secondaire passant par au moins un et de préférence au moins deux refroidisseurs conducteurs, (incluant les refroidisseurs conducteurs secondaires) pour permettre à des arcs électriques secondaires de s’établir de la première extrémité coupée de ladite une zone coupée à la deuxième extrémité coupée de ladite une autre zone coupée. En d’autres termes, les arcs électriques secondaires sont en série le long du deuxième chemin d’arc. - several cut zones each able to separate: a first cut end of the electrical conductor from a second cut end of the electrical conductor and at least one free section of electrical conductor after the cut, and/or - a first arc path capable of allowing a first electric arc to be established directly from the first cut end to the second cut end of a cut zone and for another first arc to be established directly from the first cut end at the second cut end of another cut area. The multiplication of the first electric arcs makes it possible to increase the cutting capacity. In other words, a succession of cut zones placed in series on the first arc path each have a first electric arc connecting the cut ends: the first electric arcs are in series. According to one embodiment, the circuit breaker may comprise only one secondary arc path passing through at least one and preferably at least two conductive coolers (including the secondary conductive coolers) to allow secondary electric arcs to be established from the first cut end of said one cut zone to the second cut end of said another cut zone. In other words, the secondary electric arcs are in series along the second arc path.
[0039] Selon un mode de réalisation, les refroidisseurs conducteurs, (incluant les refroidisseurs conducteurs secondaires) peuvent être agencés pour que les arcs électriques secondaires puissent s'établir au moins au moins partiellement simultanément au premier arc électrique. According to one embodiment, the conductive coolers (including the secondary conductive coolers) can be arranged so that the secondary electric arcs can be established at least at least partially simultaneously with the first electric arc.
[0040] Selon un mode de réalisation, le premier chemin d'arc peut être différent du chemin d'arc secondaire. According to one embodiment, the first arc path may be different from the secondary arc path.
[0041] Selon un mode de réalisation, le coupe-circuit peut comprendre deux bornes de connexion, et, pendant au moins une partie de la coupure du circuit électrique comprenant le conducteur électrique, le premier chemin d'arc et le chemin d'arc secondaire peuvent former des chemins électriques parallèles entre les deux bornes de connexion. [0042] Selon un mode de réalisation, pendant au moins une partie de la coupure électrique du circuit électrique comprenant le conducteur électrique à couper, le premier chemin d'arc et le chemin d'arc secondaire peuvent former respectivement une première branche et une deuxième branche définies en parallèle l'une de l'autre, entre la première extrémité coupée et la deuxième extrémité coupée. [0041]According to one embodiment, the circuit breaker may comprise two connection terminals, and, during at least part of the breaking of the electrical circuit comprising the electrical conductor, the first arc path and the arc path secondary can form parallel electrical paths between the two connection terminals. [0042]According to one embodiment, during at least part of the electrical break of the electrical circuit comprising the electrical conductor to be cut, the first arc path and the secondary arc path can respectively form a first branch and a second branch defined in parallel to each other, between the first cut end and the second cut end.
[0043] Selon un mode de réalisation : [0043] According to one embodiment:
- la première branche peut comprendre : - the first branch can include:
- du gaz isolant ionisé de la chambre de coupure, et/ou - la deuxième branche peut comprendre une association série d'au moins : - ionized insulating gas from the interrupting chamber, and/or - the second branch may comprise a series association of at least:
- un premier dipôle résistif secondaire, formé par du gaz isolant ionisé de la chambre de coupure, et - a first secondary resistive dipole, formed by ionized insulating gas from the interrupting chamber, and
- un refroidisseur conducteur, et - a conductive cooler, and
- un deuxième dipôle résistif secondaire, formé par du gaz isolant ionisé de la chambre de coupure. - a second secondary resistive dipole, formed by ionized insulating gas from the interrupting chamber.
[0044]Selon un mode de réalisation, au moins un refroidisseur conducteur, (incluant les refroidisseurs conducteurs secondaires) peut être formé par un fil métallique, de préférence compacté, et dont le diamètre est compris entre 0.05 mm et 0.3 mm, et de préférence entre 0.1 mm et 0.2 mm, bornes incluses. De tels fils présentent une grande surface spécifique, ce qui facilite les échanges. According to one embodiment, at least one conductive cooler (including the secondary conductive coolers) can be formed by a metal wire, preferably compacted, and whose diameter is between 0.05 mm and 0.3 mm, and preferably between 0.1 mm and 0.2 mm, terminals included. Such yarns have a large specific surface, which facilitates exchanges.
[0045] Selon un mode de réalisation, au moins une partie de la matière d'un refroidisseur conducteur, (incluant les refroidisseurs conducteurs secondaires) peut être prévue pour être érodée par un arc électrique secondaire au cours de la coupure du circuit électrique comprenant le conducteur électrique. Une telle érosion permet de dissiper de l’énergie, en particulier si une fusion ou sublimation de la matière intervient avec des chaleurs latentes emmagasinées importantes. [0046] Dans le cas de refroidisseur conducteur réalisé en fil métallique, l'inertie thermique locale est faible, si bien que des phénomènes de fusion locales peuvent intervenir pour dissiper de l'énergie. According to one embodiment, at least part of the material of a conductive cooler (including the secondary conductive coolers) can be provided to be eroded by a secondary electric arc during the breaking of the electric circuit comprising the electrical conductor. Such erosion makes it possible to dissipate energy, in particular if a fusion or sublimation of the material occurs with significant stored latent heat. In the case of a conductive cooler made of metal wire, the local thermal inertia is low, so that local melting phenomena can occur to dissipate energy.
[0047] Selon un mode de réalisation, le coupe-circuit peut comprendre deux bornes de connexion, et les refroidisseurs conducteurs, (incluant les refroidisseurs conducteurs secondaires) peuvent être agencés pour limiter, lors de la coupure électrique du circuit électrique comprenant le conducteur électrique à couper, une tension maximale aux bornes du coupe-circuit à 250% d'une tension aux bornes du coupe-circuit après coupure. According to one embodiment, the circuit breaker may comprise two connection terminals, and the conductive coolers (including the secondary conductive coolers) can be arranged to limit, during the electrical cut-off of the electrical circuit comprising the electrical conductor to cut, a maximum voltage across the terminals of the circuit breaker to 250% of a voltage across the terminals of the circuit breaker after breaking.
[0048] Selon un mode de réalisation, les refroidisseurs conducteurs peuvent être agencés à une distance comprise entre 0.5 mm et 10 mm les uns des autres. According to one embodiment, the conductive coolers can be arranged at a distance of between 0.5 mm and 10 mm from each other.
[0049] Selon un mode de réalisation, le coupe-circuit peut comprendre au moins un refroidisseur conducteur allongé, (incluant les refroidisseurs conducteurs secondaires), et dans lequel le chemin d'arc secondaire traverse au moins une partie du refroidisseur conducteur allongé de sorte à ce que :According to one embodiment, the circuit breaker may comprise at least one elongated conductive cooler, (including secondary conductive coolers), and in which the secondary arc path passes through at least a part of the elongated conductive cooler so that has :
- un premier arc secondaire peut s'établir entre : - a first secondary arc can be established between:
- une première extrémité du refroidisseur conducteur allongé et- a first end of the elongated conductive cooler and
- la première extrémité coupée ou un premier autre refroidisseur conducteur et - the first cut end or a first other conductive cooler and
- un deuxième arc secondaire peut s'établir entre : - a second secondary arc can be established between:
- une portion décalée de la première extrémité ou une deuxième extrémité du refroidisseur conducteur allongé et - a portion offset from the first end or a second end of the elongated conductive cooler and
- la deuxième extrémité coupée ou un deuxième autre refroidisseur conducteur. - the second cut end or a second other conductive cooler.
[0050] Un deuxième aspect de l'invention se rapporte à un coupe-circuit pyrotechnique comprenant : A second aspect of the invention relates to a pyrotechnic circuit breaker comprising:
- un bottier, définissant une chambre de coupure, - un conducteur électrique à couper, au moins partiellement agencé dans le boîtier de sorte à traverser la chambre de coupure, - a bootmaker, defining an interrupting chamber, - an electrical conductor to be cut, at least partially arranged in the casing so as to cross the arcing chamber,
- au moins un couteau, mobile entre une position de repos et une position finale, et agencé pour couper au moins une portion du conducteur électrique située dans la chambre de coupure, lors du passage du couteau de la position de repos à la position finale, la coupure du conducteur électrique définissant une zone coupée séparant une première extrémité coupée du conducteur électrique d'une deuxième extrémité coupée du conducteur électrique, - un actionneur pyrotechnique, agencé pour faire passer le couteau de la position de repos à la position finale lors de son actionnement, - at least one knife, movable between a rest position and a final position, and arranged to cut at least a portion of the electrical conductor located in the interrupting chamber, when the knife passes from the rest position to the final position, the cutting of the electrical conductor defining a cut zone separating a first cut end of the electrical conductor from a second cut end of the electrical conductor, - a pyrotechnic actuator, arranged to move the knife from the rest position to the final position during its actuation,
- au moins un dispositif de refroidissement agencé dans la chambre de coupure pour refroidir des gaz présents dans la chambre de coupure après l'actionnement de l'actionneur pyrotechnique, le coupe-circuit présentant un premier chemin d'arc permettant à un premier arc électrique de s’établir directement de la première extrémité coupée à la deuxième extrémité coupée, caractérisé en ce que le dispositif de refroidissement comprend au moins un refroidisseur conducteur agencé dans la chambre de coupure de sorte à ce que le coupe-circuit présente un chemin d'arc secondaire différent du premier chemin d’arc et permettant à des arcs électriques secondaires de s’établir entre la première extrémité coupée, le refroidisseur conducteur, et la deuxième extrémité coupée. - at least one cooling device arranged in the interrupting chamber to cool gases present in the interrupting chamber after the actuation of the pyrotechnic actuator, the circuit breaker having a first arc path allowing a first electric arc to be established directly from the first cut end to the second cut end, characterized in that the cooling device comprises at least one conductive cooler arranged in the interrupting chamber so that the circuit breaker presents a path of secondary arc different from the first arc path and allowing secondary electric arcs to be established between the first cut end, the conductive cooler, and the second cut end.
[0051] Selon la mise en œuvre ci-dessus, le dispositif de refroidissement peut comprendre un seul refroidisseur conducteur, qui fait partie du chemin d'arc secondaire (on peut prévoir plusieurs refroidisseurs conducteurs, bien entendu). Cela permet d'offrir le premier chemin d'arc qui passe directement d'une extrémité coupée à l'autre, et le chemin d'arc secondaire qui passe par au moins un refroidisseur conducteur pour augmenter l'efficacité de l'absorption de chaleur, avec des arcs électriques secondaire qui arrivent ou partent directement du refroidisseur conducteur. According to the implementation above, the cooling device may comprise a single conductive cooler, which is part of the secondary arc path (several conductive coolers can of course be provided). This allows to offer the first arc path which passes directly from one cut end to the other, and the secondary arc path which passes through at least one conductive cooler to increase the efficiency of heat absorption, with secondary electric arcs arriving or departing directly from the conductive cooler.
[0052] En particulier, des arcs électriques secondaires peuvent parcourir le chemin d’arc secondaire, avant, pendant ou après qu’un ou plusieurs premiers arcs électriques parcourent le premier chemin d’arc. [0052] In particular, secondary electric arcs can traverse the secondary arc path, before, during or after one or more first electric arcs traverse the first arc path.
[0053] En particulier, le premier chemin d’arc et le deuxième chemin d’arc peuvent définir des chemins ou des branches ou des portions de circuits électriques parallèles au sein du coupe-circuit. In particular, the first arc path and the second arc path can define paths or branches or portions of parallel electrical circuits within the circuit breaker.
[0054] Selon un mode de réalisation, le premier chemin d’arc et le deuxième chemin d’arc peuvent définir des chemins ou des branches ou des portions de circuits électriques parallèles au sein du coupe-circuit, et : According to one embodiment, the first arc path and the second arc path can define paths or branches or portions of parallel electrical circuits within the circuit breaker, and:
- le premier chemin d’arc peut présenter une ou plusieurs zones coupées en série, chacune parcourue par un premier arc électrique établit directement entre ses extrémités coupées (plusieurs premiers arcs électriques sont établis en série), et/ou, - the first arc path may have one or more zones cut in series, each traversed by a first electric arc established directly between its cut ends (several first electric arcs are established in series), and/or,
- le deuxième chemin d’arc peut présenter ou comprendre un ou plusieurs refroidisseurs conducteurs avec une pluralité d’arcs électriques secondaires pour relier (via le ou les refroidisseurs conducteurs) une extrémité coupée à une autre extrémité coupée d’une même zone coupée ou non (plusieurs d’arcs électriques secondaires sont établis en série). - the second arc path may have or comprise one or more conductive coolers with a plurality of secondary electric arcs to connect (via the conductive cooler(s)) one cut end to another cut end of the same cut or uncut area (several secondary electric arcs are established in series).
[0055] Selon un mode de réalisation, le coupe-circuit peut comprendre une pluralité de couteaux, de sorte à définir : According to one embodiment, the circuit breaker may comprise a plurality of knives, so as to define:
- plusieurs zones coupées pouvant séparer chacune : une première extrémité coupée du conducteur électrique d'une deuxième extrémité coupée du conducteur électrique et - several cut zones each able to separate: a first cut end of the electrical conductor from a second cut end of the electrical conductor and
- au moins un tronçon libre de conducteur électrique après la coupure, et le premier et le deuxième chemin d’arc sont distincts et indépendants. En d’autres termes, les arcs électriques du premier chemin d’arc s’établissent entre des composants différents de ceux sur lesquels s’établissent les arcs du deuxième chemin d’arc ; à l’exception des première et deuxième extrémités. Autrement formulé, aucun des arcs du deuxième chemin ne s’établit sur le tronçon libre. - at least one free section of electrical conductor after the cut, and the first and the second arc path are separate and independent. In other words, the electric arcs of the first arc path are established between components different from those on which the arcs of the second arc path are established; except for the first and second ends. Otherwise formulated, none of the arcs of the second path is established on the free section.
[0056] Les mises en œuvre dépendantes liées au premier aspect et décrites ci-dessus sont également applicables au deuxième aspect de l'invention. The dependent implementations related to the first aspect and described above are also applicable to the second aspect of the invention.
[0057] Un troisième aspect de l'invention se rapporte à un véhicule automobile comprenant au moins un coupe-circuit selon le premier aspect de l'invention. A third aspect of the invention relates to a motor vehicle comprising at least one circuit breaker according to the first aspect of the invention.
[0058] Description des figures [0058] Description of the figures
[0059] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d’exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, dans lesquels : Other characteristics and advantages of the present invention will appear more clearly on reading the following detailed description of an embodiment of the invention given by way of non-limiting example and illustrated by the appended drawings, wherein :
[0060] [fig. 1] représente une coupe en perspective d'un coupe-circuit selon l'invention, avant coupure d’un conducteur électrique du coupe-circuit ; [0060] [fig. 1] shows a perspective section of a circuit breaker according to the invention, before cutting an electrical conductor of the circuit breaker;
[0061][fig. 2] représente une partie de boîtier supérieur du coupe-circuit de la figure 1 ; [0061][fig. 2] shows an upper housing part of the circuit breaker of Figure 1;
[0062] [fig. 3] représente la partie de boîtier supérieur de la figure 2 en vue de dessous ; [0062] [fig. 3] shows the upper housing part of Figure 2 in bottom view;
[0063] [fig. 4] représente une coupe du coupe-circuit de la figure 1, après coupure du conducteur électrique ; [0063] [fig. 4] shows a section of the circuit breaker of Figure 1, after cutting the electrical conductor;
[0064] [fig. 5] représente un graphique avec des courbes de mesures effectuées lors d’un test de coupure d'un circuit électrique comprenant un coupe-circuit selon la présente invention. Description détaillée de mode(s) de réalisation [0064] [fig. 5] represents a graph with measurement curves taken during a cut-off test of an electric circuit comprising a circuit breaker according to the present invention. Detailed description of embodiment(s)
[0065] La figure 1 représente un coupe-circuit pyrotechnique comprenant :[0065] Figure 1 shows a pyrotechnic circuit breaker comprising:
- un boîtier 10 formé par une coque supérieure 10a et une coque inférieure 10b, et définissant une chambre de coupure 15, - un conducteur électrique 20, - a box 10 formed by an upper shell 10a and a lower shell 10b, and defining an interrupting chamber 15, - an electrical conductor 20,
- une pluralité de couteaux 31a, 31b, 31c solidaires ou faisant partie d'un piston 30 logé et prévu pour coulisser dans le boîtier 10, - a plurality of blades 31a, 31b, 31c integral with or forming part of a piston 30 housed and provided to slide in the housing 10,
- un actionneur pyrotechnique 40, - a pyrotechnic actuator 40,
- au moins un dispositif de refroidissement 50 comprenant une pluralité de refroidisseurs conducteurs 51a, 52, 51b (visible figure 2). - At least one cooling device 50 comprising a plurality of conductive coolers 51a, 52, 51b (visible in Figure 2).
[0066] Le boîtier 10 est formé par la coque supérieure 10a et la coque inférieure 10b qui sont montées l'une sur l'autre en prenant le conducteur électrique 20 en sandwich. Comme on peut le voir figure 2, des trous périphériques sont prévus dans la coque supérieure 10a et la fixation de la coque supérieure 10a à la coque inférieure 10b est assurée par des vis ou des rivets. On peut cependant prévoir d'autres modes de fixation avec des jambages, des pattes de fixation par emboîtement élastique... La coque supérieure 10a est prévue monobloc en matière plastique par exemple injectée, et la coque inférieure 10b est formée dans cet exemple par une carcasse métallique 11 et une peau surmoulée 12 en matière plastique. Cependant, on peut prévoir une carcasse métallique pour la coque supérieure 10a, et/ou uniquement de la matière plastique injectée pour la coque inférieure 10b. On peut prévoir d'utiliser une matière polymérique, comme par exemple du polyamide, et on peut prévoir aussi un matériau de charge ou de renfort, comme des fibres de verre. The housing 10 is formed by the upper shell 10a and the lower shell 10b which are mounted one on the other taking the electrical conductor 20 sandwiched. As can be seen in FIG. 2, peripheral holes are provided in the upper shell 10a and the fixing of the upper shell 10a to the lower shell 10b is ensured by screws or rivets. However, other methods of fixing can be provided with legs, fixing lugs by elastic interlocking, etc. The upper shell 10a is provided in one piece in plastic material, for example injected, and the lower shell 10b is formed in this example by a metal carcass 11 and an overmolded skin 12 made of plastic material. However, a metal carcass can be provided for the upper shell 10a, and/or only injected plastic material for the lower shell 10b. It is possible to provide for the use of a polymeric material, such as for example polyamide, and it is also possible to provide a filler or reinforcing material, such as glass fibers.
[0067] Le conducteur électrique 20 supporte une entretoise 13 surmoulée (un polymère comme par exemple du polyamide) et qui est reçue dans la coque supérieure 10a et la coque inférieure 10b formant le boîtier 10. La partie centrale du conducteur 20 est amincie et traverse la chambre de coupure 15, délimitée en haut par la coque supérieure 10a et en bas par le piston 30. Les deux extrémités du conducteur électrique 20 comprennent des trous, afin de former deux bornes de connexion pour relier ou intégrer le coupe-circuit à un circuit électrique, comme par exemple le circuit de puissance, de traction ou de propulsion d'un véhicule électrique ou hybride. The electrical conductor 20 supports an overmolded spacer 13 (a polymer such as polyamide for example) and which is received in the upper shell 10a and the lower shell 10b forming the housing 10. The central part of the conductor 20 is thinned and crosses breaking chamber 15, delimited at the top by the upper shell 10a and at the bottom by the piston 30. The two ends of the electrical conductor 20 include holes, in order to form two connection terminals to connect or integrate the circuit breaker to an electrical circuit, such as for example the power, traction or propulsion circuit of an electric or hybrid vehicle.
[0068] Dans le détail, la chambre de coupure 15 est délimitée en haut par des matrices 14a, 14b, 14c, 14d de la coque supérieure 10a et en bas par les couteaux 31a, 31b, 31c du piston 30. On peut noter que les matrices 14a,In detail, the interrupting chamber 15 is delimited at the top by dies 14a, 14b, 14c, 14d of the upper shell 10a and at the bottom by the knives 31a, 31b, 31c of the piston 30. It can be noted that the matrices 14a,
14b, 14c, 14d et les couteaux 31a, 31b, 31c sont respectivement agencés de part et d'autre du conducteur électrique 20. De plus, les matrices 14a, 14b, 14c, 14d et les couteaux 31a, 31b, 31 c sont respectivement décalés les uns par rapport aux autres pour pouvoir s'imbriquer les uns dans les autres lors d'un mouvement du piston 30 en coupant le conducteur électrique 20. Dans l'exemple donné, les matrices 14a, 14b, 14c, 14d et les couteaux 31a, 31b, 31c sont prévus pour pouvoir couper mécaniquement le conducteur électrique par cisaillement, notamment au niveau de trois lignes de cisaillement agencées entre le couteau 31a et la matrice 14b, entre la matrice 14b et le couteau 31b, et entre la matrice 14d et le couteau 31c. Cela sera détaillé lors de la description relative à la figure 4. [0069] La coque supérieure 10a comprend aussi un dispositif de refroidissement 50 comprenant une pluralité de refroidisseurs conducteurs 51a, 52, 51b. Ces refroidisseurs conducteurs 51a, 52, 51b ont, dans ce mode de réalisation, tous une extrémité inférieure qui débouche ou qui est comprise dans la chambre de coupure 15 et ont, entre autre fonction, pour objet de refroidir les gaz de la chambre de coupure qui peuvent être échauffés par des arcs électriques afin d'emmagasiner et/ou diffuser de la chaleur et limiter des augmentations de température du boîtier 10. Dans l'exemple donné, les refroidisseurs conducteurs 51a, 52, 51b sont métalliques et peuvent être formés avec un fil métallique compacté pour leur donner leur forme finale. [0070]Sur la figure 2, on peut voir que le coupe-circuit comprend dix refroidisseurs conducteurs 51a, 52, 51bqui sont agencés pour former trois rangées séparées par les matrices 14b et 14c. Sur les dix refroidisseurs conducteurs 51a, 52, 51b formant le dispositif de refroidissement 50, on peut distinguer un premier refroidisseur conducteur 51a, des refroidisseurs conducteurs secondaires 52, et un dernier refroidisseur conducteur 51b. 14b, 14c, 14d and the knives 31a, 31b, 31c are respectively arranged on either side of the electrical conductor 20. In addition, the dies 14a, 14b, 14c, 14d and the knives 31a, 31b, 31c are respectively offset relative to each other to be able to fit together during a movement of the piston 30 by cutting the electrical conductor 20. In the example given, the dies 14a, 14b, 14c, 14d and the knives 31a, 31b, 31c are provided to be able to mechanically cut the electrical conductor by shearing, in particular at the level of three shearing lines arranged between the knife 31a and the die 14b, between the die 14b and the knife 31b, and between the die 14d and the knife 31c. This will be detailed in the description relating to FIG. 4. The upper shell 10a also comprises a cooling device 50 comprising a plurality of conductive coolers 51a, 52, 51b. These conductive coolers 51a, 52, 51b all have, in this embodiment, a lower end which opens out or which is included in the arc chute 15 and have, among other functions, the purpose of cooling the gases in the arc chute which can be heated by electric arcs in order to store and/or diffuse heat and limit increases in the temperature of the case 10. In the example given, the conductive coolers 51a, 52, 51b are metallic and can be formed with a compacted metal wire to give them their final shape. In Figure 2, it can be seen that the circuit breaker comprises ten conductive coolers 51a, 52, 51b which are arranged to form three rows separated by the matrices 14b and 14c. Of the ten conductive coolers 51a, 52, 51b forming the cooling device 50, a first conductive cooler 51a, secondary conductive coolers 52, and a last conductive cooler 51b can be distinguished.
[0071JII est à noter que le premier refroidisseur conducteur 51a et le dernier refroidisseur conducteur 51b dépassent plus largement de la coque supérieure 10a (voir figure 2) et/ou débouchent plus profondément dans la chambre de coupure 15, pour être plus proches du conducteur électrique 20 que les refroidisseurs conducteurs secondaires 52 (voir figure 4). Cependant, aucune partie du conducteur électrique 20 ne touche ou contacte physiquement, dans ce mode de réalisation, l’un ou l'autre des refroidisseurs conducteurs 51a, 52, 51 b, avant, pendant, ou après la coupure mécanique. En d'autres termes, le conducteur électrique 20 (ou ses parties qui ont été détachées lors de la coupe mécanique) est toujours séparé physiquement des refroidisseurs conducteurs 51a, 52, 51b, en particulier par de l'air, qui est un milieu isolant, ou qui peut devenir conducteur s’il est ionisé lors de la formation d'un arc électrique). [0071JII it should be noted that the first conductive cooler 51a and the last conductive cooler 51b protrude more widely from the upper shell 10a (see FIG. 2) and/or emerge deeper into the interrupting chamber 15, to be closer to the electrical conductor 20 as the secondary conductive coolers 52 (see Figure 4). However, no part of the electrical conductor 20 touches or physically contacts, in this embodiment, either of the conductive coolers 51a, 52, 51b, before, during, or after the mechanical cut-off. In other words, the electrical conductor 20 (or its parts which have been detached during mechanical cutting) is always physically separated from the conductive coolers 51a, 52, 51b, in particular by air, which is an insulating medium. , or which can become conductive if ionized during the formation of an electric arc).
[0072] Comme expliqué ci-dessus, le piston 30 (représenté figure 1 en position de repos) est prévu pour pouvoir se déplacer dans le boîtier 10, et l'actionneur pyrotechnique 40 est prévu en partie inférieure du boîtier 10 à cet effet. En particulier, l'actionneur pyrotechnique 40 (typiquement un allumeur électro pyrotechnique) est encastré sur la coque inférieure 10b et donne dans une chambre de combustion 32 formée dans le piston 30. Lors de l'actionnement de l’actionneur pyrotechnique 40, des gaz chauds et particules sont expulsés dans la chambre de combustion 32 où la pression augmente rapidement, ce qui pousse le piston 30 à quitter la position de repos de la figure 1 pour aller dans une position finale comme représenté en figure 4. [0073] Lors du passage du piston 30 de la position de repos à la position finale, les couteaux 31a, 31b, 31c ont pu couper le conducteur électrique 20 selon trois lignes de cisaillement comme vu ci-dessus, pour former deux brins détachés ou tronçons détachés, en coopération avec les matrices 14a, 14b, 14c, 14d. En effet, la figure 4 représente le coupe-circuit de la figure 1 avec le piston 30 en position finale, et le conducteur électrique 20 à été coupé et forme désormais une première et une deuxième portions encastrées respectivement 21 et 24, un premier tronçon libre 22 et un deuxième tronçon libre 23. As explained above, the piston 30 (shown in Figure 1 in the rest position) is provided to be able to move in the housing 10, and the pyrotechnic actuator 40 is provided in the lower part of the housing 10 for this purpose. In particular, the pyrotechnic actuator 40 (typically a pyrotechnic electro igniter) is embedded in the lower shell 10b and opens into a combustion chamber 32 formed in the piston 30. When the pyrotechnic actuator 40 is actuated, gases Heat and particles are expelled into the combustion chamber 32 where the pressure increases rapidly, which pushes the piston 30 to leave the rest position of Figure 1 to go to a final position as shown in Figure 4. [0073] During the passage of the piston 30 from the rest position to the final position, the knives 31a, 31b, 31c were able to cut the electrical conductor 20 along three shear lines as seen above, to form two detached strands or detached sections, in cooperation with the matrices 14a, 14b, 14c, 14d. Indeed, Figure 4 shows the circuit breaker of Figure 1 with the piston 30 in the final position, and the electrical conductor 20 has been cut and now forms a first and a second recessed portions respectively 21 and 24, a first free section 22 and a second free section 23.
[0074] On peut noter figure 4 que le premier tronçon libre 22 est emprisonné entre le couteau 31a, le couteau 31b et la matrice 14a, si bien que sa position est tout à fait imposée et maîtrisée. Le deuxième tronçon libre 23 a quant à lui été plié par des nervures situées sur le couteau 31 b et sur le couteau 31c, et se trouve maintenu en appui sur la matrice 14c par ces nervures du piston 30, si bien que sa position est également tout à fait imposée et maîtrisée. It can be noted in Figure 4 that the first free section 22 is trapped between the knife 31a, the knife 31b and the die 14a, so that its position is completely imposed and controlled. The second free section 23 has meanwhile been bent by ribs located on the knife 31b and on the knife 31c, and is held in contact with the die 14c by these ribs of the piston 30, so that its position is also completely imposed and controlled.
[0075] La découpe selon les trois lignes de cisaillement génère donc trois zones coupées, avec chaque zone coupée séparant une première extrémité coupée du conducteur électrique d'une deuxième extrémité coupée du conducteur électrique. En effet, dans l'exemple représenté figure 4 : The cut along the three shear lines therefore generates three cut zones, with each cut zone separating a first cut end of the electrical conductor from a second cut end of the electrical conductor. Indeed, in the example represented in figure 4:
- une zone coupée sépare une première extrémité coupée 21 c1 de la première portion encastrée 21 , d'une deuxième extrémité coupée 22c1 du tronçon libre 22, - a cut zone separates a first cut end 21 c1 of the first recessed portion 21 from a second cut end 22 c1 of the free section 22,
- une autre zone coupée sépare une première extrémité coupée 22c2 du tronçon libre 22, d'une deuxième extrémité coupée 23c1 du tronçon libre 23,- another cut zone separates a first cut end 22c2 of the free section 22 from a second cut end 23c1 of the free section 23,
- encore une autre zone coupée sépare une première extrémité coupée 23c2 du tronçon libre 23, d'une deuxième extrémité coupée 24c1 de la deuxième portion encastrée 24. - yet another cut zone separates a first cut end 23c2 of the free section 23 from a second cut end 24c1 of the second recessed portion 24.
[0076] Il est à noter que les termes "première" extrémité coupée et "deuxième" extrémité coupée sont arbitraires, car chaque zone coupée sépare deux extrémités coupées l'une de l'autre. L'exemple de coupe-circuit ici conduit à générer deux tronçons libres 22 et 23, mais on peut n’avoir aucun tronçon libre, un seul tronçon libre, ou plus de deux tronçons libres. [0076] It should be noted that the terms "first" cut end and "second" cut end are arbitrary, because each cut zone separates two cut ends from each other. The circuit breaker example here leads to the generation of two free sections 22 and 23, but there can be no free section, a single free section, or more than two free sections.
[0077] Comme indiqué ci-dessus, le coupe-circuit selon la présente invention est typiquement destiné à être intégré ou utilisé dans le circuit électrique d'un véhicule automobile, et en particulier dans le circuit électrique de traction ou propulsion d'un véhicule automobile électrique ou hybride. En fonction des conditions de charge et/ou d'utilisation du véhicule, le conducteur électrique 20 peut être parcouru par des courants électriques compris dans une plage allant de 0 A à 25000 A ou même 30000 A, et une tension aux bornes du coupe-circuit après coupure peut comprise dans une plage allant de quelques dizaines de volts à plusieurs centaines ou milliers de volts. As indicated above, the circuit breaker according to the present invention is typically intended to be integrated or used in the electrical circuit of a motor vehicle, and in particular in the electrical traction or propulsion circuit of a vehicle. electric or hybrid car. Depending on the load conditions and / or use of the vehicle, the electrical conductor 20 can be traversed by electric currents in a range from 0 A to 25,000 A or even 30,000 A, and a voltage across the terminals of the circuit after breaking can range from a few tens of volts to several hundreds or thousands of volts.
[0078] Dans ces gammes d'intensité ou de tension, lors de la coupure mécanique du conducteur électrique 20, des arcs électriques sont inévitables et peuvent s'établir entre les extrémités coupées d'une même zone coupée, surtout au début de la coupe mécanique du conducteur électrique 20, lorsque les extrémités coupées d'une même zone coupée se séparent et commencent à s'éloigner l'une de l'autre. La coupure électrique du circuit intervient lorsque les arcs électriques s'éteignent, et il est donc important de garantir une extinction rapide des arcs électriques. Typiquement, la coupure électrique peut intervenir lorsque la tension d'arc devient supérieure à la tension aux bornes du coupe-circuit, après coupure. In these intensity or voltage ranges, during the mechanical cutting of the electrical conductor 20, electric arcs are inevitable and can be established between the cut ends of the same cut zone, especially at the start of the cut. mechanics of the electrical conductor 20, when the cut ends of the same cut zone separate and begin to move away from each other. The electrical cut-off of the circuit occurs when the electric arcs go out, and it is therefore important to guarantee rapid extinction of the electric arcs. Typically, the electrical cut can occur when the arc voltage becomes higher than the voltage across the terminals of the circuit breaker, after breaking.
[0079] Le coupe-circuit selon la présente invention est conçu pour pouvoir présenter des chemins d'arcs différents et distincts au cours du processus de coupure électrique du circuit électrique dans lequel est intégré le coupe- circuit. [0080] En particulier, un premier chemin d'arc permet à au moins un premier arc de s'établir de la première extrémité coupée à la deuxième extrémité coupé d'une même zone coupée. The circuit breaker according to the present invention is designed to be able to present different and distinct arc paths during the process of electrical breaking of the electrical circuit in which the circuit breaker is integrated. [0080] In particular, a first arc path allows at least a first arc to be established from the first cut end to the second cut end of the same cut zone.
[0081] Dans l'exemple objet des figures, en se référant figure 4 (tout en gardant à l'esprit que cette figure 4 représente le piston 30 en position finale, alors que les premiers arcs électriques peuvent s'établir dès que les zones coupées séparent mécaniquement deux extrémités coupées), trois premiers arcs électriques peuvent s'établir le long de ce premier chemin d'arc : [0081] In the example object of the figures, referring to figure 4 (while bearing in mind that this figure 4 represents the piston 30 in the final position, whereas the first electric arcs can be established as soon as the zones mechanically separate two cut ends), three first electric arcs can be established along this first arc path:
- de la première extrémité coupée 21 d de la première portion encastrée 21 , à la deuxième extrémité coupée 22c1 du tronçon libre 22, - from the first cut end 21d of the first recessed portion 21, to the second cut end 22c1 of the free section 22,
- de la première extrémité coupée 22c2 du tronçon libre 22, à la deuxième extrémité coupée 23c1 du tronçon libre 23, - from the first cut end 22c2 of the free section 22, to the second cut end 23c1 of the free section 23,
- de la première extrémité coupée 23c2 du tronçon libre 23, à la deuxième extrémité coupée 24c1 de la deuxième portion encastrée 24. [0082] Par ailleurs, un chemin d'arc secondaire est prévu pour passer par au moins une partie de la multitude de refroidisseurs conducteurs, 51a, 52, 51b, pour permettre à des arcs électriques secondaires de s'établir entre un refroidisseur conducteur et au moins un autre refroidisseur conducteur. - from the first cut end 23c2 of the free section 23, to the second cut end 24c1 of the second recessed portion 24. Furthermore, a secondary arc path is provided to pass through at least part of the multitude of conductive coolers, 51a, 52, 51b, to allow secondary electric arcs to be established between a conductive cooler and at least one other conductive cooler.
[0083]Autrement dit, dans le coupe-circuit selon l'invention, et lors de la coupure électrique du circuit électrique qui comprend le conducteur électrique 20, des premiers arcs électriques peuvent s'établir directement entre les extrémités coupées d'une même zone coupée pour conduire du courant directement entre les extrémités coupées (le premier chemin d'arc), et des arcs électriques secondaires peuvent s'établir en passant par des refroidisseurs conducteurs pour conduire du courant indirectement entre des extrémités coupées (le chemin d'arc secondaire). [0083] In other words, in the circuit breaker according to the invention, and during the electrical break of the electrical circuit which comprises the electrical conductor 20, first electrical arcs can be established directly between the cut ends of the same zone cut to conduct current directly between the cut ends (the primary arc path), and secondary electric arcs can occur through conductive coolers to conduct current indirectly between cut ends (the secondary arc path ).
[0084]Ainsi, la coupure électrique reste rapide puisque des premiers arcs électriques peuvent s'établir, mais le chemin d'arc secondaire procure une dissipation d'énergie et/ou de chaleur plus efficace, avec des arcs électriques secondaires qui transitent via ou par les refroidisseurs conducteurs. [0084]Thus, the electrical cut remains fast since the first electrical arcs can be established, but the secondary arc path provides a more efficient energy and/or heat dissipation, with secondary electric arcs passing through or through the conductive coolers.
[0085] Plus précisément, on peut prévoir que le chemin d'arc secondaire comprenne un passage de l'électricité via tous les refroidisseurs conducteurs. En référence à la figure 3 et à la figure 4, on peut prévoir d'établir : [0085] More precisely, provision can be made for the secondary arc path to include a passage of electricity via all the conductive coolers. With reference to FIG. 3 and FIG. 4, provision can be made to establish:
- un premier arc secondaire entre la première extrémité coupée 21 c1 et le premier refroidisseur conducteur 51a, - a first secondary arc between the first cut end 21 c1 and the first conductive cooler 51a,
- une série d'arcs secondaires entre le premier refroidisseur conducteur 51a le refroidisseur conducteur secondaire 52 adjacent, les refroidisseurs conducteurs secondaires 52 adjacents deux à deux, et jusqu'au dernier refroidisseur conducteur 51 b, - a series of secondary arcs between the first conductive cooler 51a the secondary conductive cooler 52 adjacent, the secondary conductive coolers 52 adjacent two by two, and up to the last conductive cooler 51b,
- un dernier arc secondaire entre le dernier refroidisseur conducteur 51 b et la deuxième extrémité coupée 24c1. Selon cette mise en œuvre, on compte onze arcs électriques secondaires. [0086] En référence à la figure 3, un arc électrique secondaire s'établit entre chacun des refroidisseurs conducteurs adjacents deux à deux, pour "contourner" les matrices 14b et 14c. En partant du premier refroidisseur conducteur 51a, le chemin d'arc secondaire remonte la rangée de gauche jusqu'au dernier refroidisseur conducteur secondaire de la rangée, de référence 52fr1 , et passe ensuite sur la rangée du milieu au premier refroidisseur conducteur secondaire de cette rangée, de référence 52pr2, pour descendre la rangée du milieu jusqu'au dernier refroidisseur conducteur secondaire de cette rangée 52fr2, et passe au premier refroidisseur conducteur secondaire de la rangée de droite de référence 52pr3, pour aller enfin au dernier refroidisseur conducteur 51 b. - A last secondary arc between the last conductive cooler 51b and the second cut end 24c1. According to this implementation, there are eleven secondary electric arcs. Referring to Figure 3, a secondary electric arc is established between each of the adjacent conductive coolers in pairs, to "bypass" the matrices 14b and 14c. Starting from the first conductive cooler 51a, the secondary arc path goes up the left row to the last secondary conductive cooler of the row, reference 52fr1, and then passes on the middle row to the first secondary conductive cooler of this row , of reference 52pr2, to go down the middle row to the last secondary conductive cooler of this row 52fr2, and goes to the first secondary conductive cooler of the right row of reference 52pr3, to finally go to the last conductive cooler 51b.
[0087] En référence aux figures 2 et 4, le premier refroidisseur conducteur 51a et le dernier refroidisseur conducteur 51b sont chacun plus proches du conducteur électrique 20 que les autres refroidisseurs conducteurs secondaires 52, si bien que cela garantit qu'il n'y a pas d'arc électrique secondaire entre une quelconque partie du conducteur électrique 20 et un des autres refroid isseurs conducteurs secondaires 52. Referring to Figures 2 and 4, the first conductive cooler 51a and the last conductive cooler 51b are each closer to the electrical conductor 20 than the other secondary conductive coolers 52, so that this ensures that there is no no electric arc secondary between any part of electrical conductor 20 and one of the other secondary conductor coolers 52.
[0088]Ainsi, selon cette mise en œuvre, le chemin d'arc secondaire est distinct et différent du premier chemin d'arc, et procure un chemin électrique parallèle. En fonction de la géométrie de la chambre de coupure, on peut prévoir d'établir les arcs électriques secondaires à partir d'un certain moment, et/ou à partir d’un certain couple intensité/tension du courant qui parcours le circuit électrique à couper. On peut mentionner comme paramètre influent :[0088] Thus, according to this implementation, the secondary arc path is distinct and different from the first arc path, and provides a parallel electrical path. Depending on the geometry of the interrupting chamber, provision may be made to establish the secondary electric arcs from a certain moment, and/or from a certain intensity/voltage couple of the current which travels the electric circuit at to cut. We can mention as influential parameter:
- la distance entre le conducteur électrique 20, le premier refroidisseur conducteur 51a, et le dernier refroidisseur conducteur 51b, et/ou - the distance between the electrical conductor 20, the first conductive cooler 51a, and the last conductive cooler 51b, and/or
- la distance entre deux refroidisseurs conducteurs adjacents, et/ou - the distance between two adjacent conductive coolers, and/or
- le nombre de refroidisseurs conducteurs adjacents, et donc le nombre de d'arcs électriques secondaires... - the number of adjacent conductive coolers, and therefore the number of secondary electric arcs...
En faisant varier ces paramètres, il est possible de définir un deuxième chemin arc dont la résistivité lors du fonctionnement sera inférieure à la résistivité le long du premier chemin d’arc de sorte que des arcs s’établissent sur le deuxième chemin. Il est entendu que les conditions conduisant à la formation des arcs électriques secondaires peuvent devenir favorables uniquement à un moment donné du déplacement du piston, lors de la coupure mécanique du conducteur électrique. By varying these parameters, it is possible to define a second arc path whose resistivity during operation will be lower than the resistivity along the first arc path so that arcs are established on the second path. It is understood that the conditions leading to the formation of secondary electric arcs can become favorable only at a given moment of the movement of the piston, during the mechanical breaking of the electrical conductor.
[0089] En particulier : [0089] In particular:
- en début de coupure mécanique, on peut prévoir que seul le premier chemin d’arc sera favorable, et seuls des premiers arcs seront établis ; - at the start of mechanical breaking, it can be predicted that only the first arc path will be favorable, and only the first arcs will be established;
- à partir d’un premier déplacement donné du piston (par exemple à partir d’une certaine distance entre une extrémité coupée et un ou plusieurs refroidisseurs conducteurs), les conditions d’établissement d’arcs secondaires sur le chemin d’arc secondaire seront à peu de choses près aussi favorables que celles du premier chemin d’arc, et des arcs électriques secondaires pourront s’établir simultanément aux premiers arcs électriques ; - à partir d’un deuxième déplacement donné du piston (par exemple à partir d’une certaine distance entre deux extrémités coupées d’une même zone coupée), les conditions d’établissement d’arcs secondaires sur le chemin d’arc secondaire seront plus favorables que celles du premier chemin d’arc, et seuls des arcs électriques secondaires pourront s’établir alors que le ou les premiers arcs électriques s’éteindront. - from a first given displacement of the piston (for example from a certain distance between a cut end and one or more conductive coolers), the conditions for establishing secondary arcs on the secondary arc path will be about as favorable as those of the first arc path, and secondary electric arcs can be established simultaneously with the first electric arcs; - from a second given displacement of the piston (for example from of a certain distance between two cut ends of the same cut zone), the conditions for establishing secondary arcs on the secondary arc path will be more favorable than those of the first arc path, and only electric arcs secondary arcs may be established when the first electric arc(s) are extinguished.
[0090] De plus, on peut prévoir de forcer une partie plastique des parois de la chambre de coupure 15 à être retirée par ablation, par exemple par les premiers arcs électriques, notamment lorsqu'ils passent par l'espace réduit entre les couteaux 31a et 31 b et la matrice 14b, juste avant que le piston n’arrive dans la position finale de la figure 4. On peut prévoir de manière optionnelle aussi une gorge entre les couteaux 31a et 31b et la matrice 14b de sorte à former un passage restreint entre les couteaux 31a et 31b et la matrice 14b qui sera préférentiellement emprunté par les premiers arcs électriques, et cela pourra favoriser une ablation de matière plastique. Une telle ablation de matière plastique peut modifier la composition des gaz de la chambre de coupure et favoriser une extinction rapide des arcs électriques. [0090] In addition, it is possible to force a plastic part of the walls of the interrupting chamber 15 to be removed by ablation, for example by the first electric arcs, in particular when they pass through the reduced space between the blades 31a and 31b and the die 14b, just before the piston arrives in the final position of FIG. 4. It is also possible to optionally provide a groove between the knives 31a and 31b and the die 14b so as to form a passage restricted between the blades 31a and 31b and the matrix 14b which will preferentially be borrowed by the first electric arcs, and this may promote ablation of plastic material. Such ablation of plastic material can modify the gas composition of the interrupting chamber and promote rapid extinction of electric arcs.
[0091] La figure 5 représente un graphe avec des courbes de mesures effectuées lors d'un essai de coupe d'un circuit électrique comprenant le coupe-circuit de la figure 1 avec le conducteur électrique 20 parcouru par du courant électrique. Dans l'exemple représenté, le courant électrique présente une intensité Icc de 2000 A, une tension Vbatt de 835 V, et le circuit électrique présente une impédance de 14mH. [0091] Figure 5 shows a graph with measurement curves taken during a cutting test of an electrical circuit comprising the circuit breaker of Figure 1 with the electrical conductor 20 through which the electric current. In the example represented, the electric current has an intensity Icc of 2000 A, a voltage Vbatt of 835 V, and the electric circuit has an impedance of 14 mH.
[0092] Cinq courbes sont représentées sur le graphe de la figure 5. La courbe Icc représente l'intensité totale du courant qui traverse le coupe-circuit (avant coupure, l'intensité est de 2000 A, après coupure, l'intensité est de 0 A). La courbe Vbatt représente la tension, constante, aux bornes du générateur de courant du circuit électrique comprenant le coupe-circuit. Dans cet exemple, la tension est de 835 V. La courbe Maf représente le courant de mise à feu, en ampères, appliqué à l'actionneur pyrotechnique 40. La courbe Vcc représente la tension mesurée aux bornes du coupe-circuit. Avant la coupure du conducteur électrique 20, cette tension est pratiquement de 0 V, puisque le conducteur électrique 20 présente une résistance électrique quasi nulle, et après coupure, la tension aux bornes du coupe-circuit est égale à celle du générateur de courant, c’est-à-dire 835 V). La courbe Ire représente la mesure de l'intensité du courant électrique entre deux refroidisseurs conducteurs secondaires 52 adjacents. En d'autres termes, Ire représente l'intensité du courant qui parcourt le chemin d'arc secondaire. Five curves are represented on the graph of FIG. 5. The Icc curve represents the total intensity of the current which crosses the circuit breaker (before breaking, the intensity is 2000 A, after breaking, the intensity is of 0 A). The curve Vbatt represents the voltage, constant, at the terminals of the current generator of the electrical circuit comprising the circuit breaker. In this example, the voltage is 835 V. The curve Maf represents the firing current, in amperes, applied to the pyrotechnic actuator 40. The curve Vcc represents the voltage measured at the terminals of the circuit breaker. Before the electrical conductor 20 is cut off, this voltage is practically 0 V, since the electrical conductor 20 has almost zero electrical resistance, and after the cut-off, the voltage across the terminals of the circuit breaker is equal to that of the current generator, c i.e. 835 V). The curve Ire represents the measurement of the intensity of the electric current between two adjacent secondary conductive coolers 52 . In other words, Ire represents the intensity of the current that travels through the secondary arc path.
[0093] Lors de l'essai, la mise à feu de l'actionneur pyrotechnique est effectuée à 1.45 ms, et le circuit électrique (le pont résistif de l'allumeur électro pyrotechnique) est coupé à 1.6 ms environ, l'actionneur pyrotechnique est alors en train de généré des gaz chauds et particules dans la chambre de combustion 32 pour provoquer le mouvement du piston 30. A 1.9 ms, la tension Vcc aux bornes du coupe-circuit commence à augmenter, ce qui indique que le conducteur électrique 20 est rompu et que des premiers arcs électriques parcourent le premier chemin d'arc. L'intensité totale Icc du courant qui traverse le coupe-circuit commence à baisser. Cependant, l'intensité Ire du courant électrique entre deux refroidisseurs conducteurs secondaires 52 adjacents est nulle, ce qui indique que le courant électrique ne passe que par le premier chemin d'arc. During the test, the pyrotechnic actuator is fired at 1.45 ms, and the electrical circuit (the resistive bridge of the electro pyrotechnic igniter) is cut at around 1.6 ms, the pyrotechnic actuator is then generating hot gases and particles in the combustion chamber 32 to cause the movement of the piston 30. At 1.9 ms, the voltage Vcc at the terminals of the circuit breaker begins to increase, which indicates that the electrical conductor 20 is broken and the first electric arcs traverse the first arc path. The total intensity Isc of the current flowing through the circuit breaker begins to drop. However, the intensity Ire of the electric current between two adjacent secondary conductive coolers 52 is zero, which indicates that the electric current only passes through the first arc path.
[0094]À 2.0 ms, l'intensité Ire du courant électrique entre deux refroidisseurs conducteurs secondaires 52 adjacents commence à augmenter, ce qui indique que des arcs électriques secondaires se sont établis le long du chemin d'arc secondaire. On peut remarquer que la pente de la tension Vcc s'infléchit approximativement à cet instant de 2.0 ms. A cet instant, du courant électrique passe par le premier chemin d'arc, et également par le chemin d'arc secondaire. [0094] At 2.0 ms, the intensity Ire of the electric current between two adjacent secondary conductive coolers 52 begins to increase, which indicates that secondary electric arcs have established themselves along the secondary arc path. It can be seen that the slope of the voltage Vcc bends approximately at this instant by 2.0 ms. At this instant, electric current passes through the first arc path, and also through the secondary arc path.
[0095]À un peu moins de 2.1 ms environ, l'intensité Ire du courant électrique entre deux refroidisseurs conducteurs secondaires 52 adjacents devient égale ou sensiblement égale à l'intensité totale Icc du courant qui traverse le coupe-circuit et qui continue de diminuer. En conséquence, à cet instant, tout le courant qui traverse le coupe-circuit passe par le chemin d'arc secondaire. On peut aussi noter qu'à cet instant, la pente de montée de la tension Vcc aux bornes du coupe-circuit présente des inflexions, tout en continuant à augmenter. At a little less than approximately 2.1 ms, the intensity Ire of the electric current between two adjacent secondary conductive coolers 52 becomes equal or substantially equal to the total intensity Isc of the current which passes through the circuit breaker and which continues to decrease. As a result, at this instant, all current flowing through the circuit breaker is through the secondary arc path. It can also be noted that at this instant, the rise slope of the voltage Vcc at the terminals of the circuit breaker shows inflections, while continuing to increase.
[0096]A environ 2.3 ms, la tension Vcc aux bornes du coupe-circuit devient supérieure à la tension Vbatt aux bornes du générateur de courant, et l'intensité totale Icc du courant qui traverse le coupe-circuit devient nulle. A partir de cet instant, le circuit électrique est coupé, suite à la coupure mécanique du conducteur électrique 20. At approximately 2.3 ms, voltage Vcc across the terminals of the circuit breaker becomes greater than voltage Vbatt across the terminals of the current generator, and the total intensity Icc of the current flowing through the circuit breaker becomes zero. From this moment, the electric circuit is cut, following the mechanical cut of the electric conductor 20.
[0097] On peut noter les points suivants : [0097] The following points can be noted:
- le coupe-circuit présente un premier chemin d'arc et un chemin d'arc secondaire qui sont différents et qui forment deux portions ou deux branches de circuit parallèles au sein du coupe-circuit, - the circuit breaker has a first arc path and a secondary arc path which are different and which form two portions or two parallel circuit branches within the circuit breaker,
- au début du processus de coupure, seul le premier chemin d'arc est parcouru par du courant électrique (on peut dire que le chemin d'arc secondaire comprend ou forme un interrupteur ouvert), - at the start of the breaking process, only the first arc path is traversed by electric current (it can be said that the secondary arc path comprises or forms an open switch),
- lors d'au moins une partie du processus de coupure, le premier chemin d'arc et le chemin d’arc secondaire sont simultanément parcourus par du courant électrique (les deux branches sont passantes), - during at least part of the breaking process, the first arc path and the secondary arc path are simultaneously traversed by electric current (both branches are conductive),
- à la fin du processus de coupure, seul le chemin d'arc secondaire est parcouru par du courant électrique (on peut dire que le premier chemin d'arc comprend ou forme un interrupteur ouvert). [0098] On peut noter que le premier chemin d'arc comprend une ou plusieurs zones coupées, avec des premiers arcs électriques qui peuvent s'établir directement entre les deux extrémités coupées de chaque zone coupée, tandis que le chemin d'arc secondaire peut permettre de relier une extrémité coupée d'une zone coupée à une extrémité coupée d'une autre zone coupée [0099] En fonction de la configuration du coupe-circuit, on peut configurer les paramètres listés ci-dessous pour adapter les instants où le premier et/ou le chemin d'arc secondaire seront parcourus par du courant électrique lors du processus de coupure, en fonction de l'intensité et de la tension imposées par le générateur de courant du circuit électrique : - at the end of the breaking process, only the secondary arc path is traversed by electric current (it can be said that the first arc path comprises or forms an open switch). It can be noted that the first arc path comprises one or more cut zones, with first electric arcs which can be established directly between the two cut ends of each cut zone, while the secondary arc path can allow a cut end of one cut area to be connected to a cut end of another cut area [0099] Depending on the configuration of the circuit breaker, the parameters listed below can be configured to adapt the times when the first and/or the secondary arc path will be traversed by electric current during the breaking process, depending on the intensity and voltage imposed by the current generator of the electrical circuit:
- distance entre les extrémités coupées d'une même zone coupée, en particulier une fois le piston 30 en position finale, - distance between the cut ends of the same cut zone, in particular once the piston 30 is in the final position,
- distance entre le conducteur électrique 20 et le premier refroidisseur conducteur 51a ou le dernier refroidisseur conducteur 51b avant coupure, - distance entre au moins une extrémité coupée du conducteur électrique 20 et le premier refroidisseur conducteur 51a ou le dernier refroidisseur conducteur 51b pendant la coupure et/ou une fois le piston 30 en position finale, - distance between the electrical conductor 20 and the first conductive cooler 51a or the last conductive cooler 51b before cutting, - distance between at least one cut end of the electrical conductor 20 and the first conductive cooler 51a or the last conductive cooler 51b during the cut and / or once the piston 30 is in the final position,
- nombre total de refroidisseurs conducteurs 5a, 52, 51b du chemin d'arc secondaire, - total number of conductive coolers 5a, 52, 51b of the secondary arc path,
- distance entre les refroidisseurs conducteurs 5a, 52, 51b adjacents,- distance between adjacent conductive coolers 5a, 52, 51b,
- nombre de zones coupées, - number of cut zones,
- présence de passages restreints (contact couteau - matrice par exemple) entre deux extrémités coupées sur le premier chemin d'arc, - présence de matière plastique à retirer par ablation ou non... - presence of restricted passages (knife contact - matrix for example) between two cut ends on the first arc path, - presence of plastic material to be removed by ablation or not...
[0100] Application industrielle [0100] Industrial application
[0101]Un coupe-circuit selon la présente invention, et sa fabrication, sont susceptibles d'application industrielle. [0101] A circuit breaker according to the present invention, and its manufacture, are susceptible of industrial application.
[0102]On comprendra que diverses modifications et/ou améliorations évidentes pour l'homme du métier peuvent être apportées aux différents modes de réalisation de l’invention décrits dans la présente description sans sortir du cadre de l'invention. En particulier, on peut noter que le premier chemin d'arc comprend une ou plusieurs zones coupées, avec des premiers arcs électriques qui peuvent s'établir directement entre les deux extrémités coupées de chaque zone coupée, tandis que le chemin d'arc secondaire peut permettre de relier une extrémité coupée d'une zone coupée à une extrémité coupée d'une autre zone coupée (ou de la même zone coupée). [0102] It will be understood that various modifications and/or improvements obvious to those skilled in the art can be made to the various embodiments of the invention described in the present description without departing from the scope of the invention. In particular, it can be noted that the first arc path comprises one or more cut zones, with first electric arcs which can be established directly between the two ends of each cut region, while the secondary arc path can be used to connect a cut end of one cut region to a cut end of another cut region (or the same cut region).

Claims

REVENDICATIONS
[Revendication 1] Coupe-circuit pyrotechnique comprenant : [Claim 1] Pyrotechnic circuit breaker comprising:
- un boîtier (10), définissant une chambre de coupure (15), - a casing (10), defining an interrupting chamber (15),
- un conducteur électrique (20) à couper, agencé pour faire partie d'un circuit électrique, et au moins partiellement agencé dans le boîtier (10) de sorte à traverser la chambre de coupure (15), - an electrical conductor (20) to be cut, arranged to form part of an electrical circuit, and at least partially arranged in the casing (10) so as to pass through the interrupting chamber (15),
- au moins un couteau (31a, 31 b, 31c), mobile entre une position de repos et une position finale, et agencé pour couper au moins une portion du conducteur électrique (20) située dans la chambre de coupure (15), lors du passage du couteau (31a, 31b, 31c) de la position de repos à la position finale, la coupure du conducteur électrique (20) définissant une zone coupée séparant une première extrémité coupée (21 c1 , 22c2, 23c2) du conducteur électrique (20) d'une deuxième extrémité coupée (22c1 , 23c1 , 24c 1 ) du conducteur électrique (20), - at least one knife (31a, 31b, 31c), movable between a rest position and a final position, and arranged to cut at least a portion of the electrical conductor (20) located in the interrupting chamber (15), when passage of the knife (31a, 31b, 31c) from the rest position to the final position, the cut of the electrical conductor (20) defining a cut zone separating a first cut end (21c1, 22c2, 23c2) of the electrical conductor ( 20) of a second cut end (22c1, 23c1, 24c 1) of the electrical conductor (20),
- un actionneur pyrotechnique (40), agencé pour faire passer le couteau (31a, 31 b, 31c) de la position de repos à la position finale lors de son actionnement, - a pyrotechnic actuator (40), arranged to move the knife (31a, 31b, 31c) from the rest position to the final position when it is actuated,
- au moins un dispositif de refroidissement agencé dans la chambre de coupure (15) pour refroidir des gaz présents dans la chambre de coupure (15) après l'actionnement de l'actionneur pyrotechnique (40), le coupe-circuit présentant un premier chemin d'arc permettant à un premier arc électrique de s’établir directement de la première extrémité coupée (21 c1 , 22c2, 23c2) à la deuxième extrémité coupée (22c1 , 23c1 , 24c1), caractérisé en ce que le dispositif de refroidissement comprend une pluralité de refroidisseurs conducteurs (51a, 52, 51b) de sorte à ce que le coupe- circuit présente un chemin d’arc secondaire permettant à des arcs électriques secondaires de s’établir : - at least one cooling device arranged in the interrupting chamber (15) to cool gases present in the interrupting chamber (15) after the actuation of the pyrotechnic actuator (40), the circuit breaker having a first path arc allowing a first electric arc to be established directly from the first cut end (21c1, 22c2, 23c2) to the second cut end (22c1, 23c1, 24c1), characterized in that the cooling device comprises a plurality of conductive coolers (51a, 52, 51b) so that the circuit breaker presents a secondary arc path allowing secondary electric arcs to be established:
- de la première extrémité coupée (21 c1 , 22c2, 23c2) à un premier refroidisseur conducteur (51 a), - from the first cut end (21c1, 22c2, 23c2) to a first conductive cooler (51a),
- du premier refroidisseur conducteur (51a) à un refroidisseur conducteur secondaire (52) ou à un dernier refroidisseur conducteur (51b), et - du refroidisseur conducteur secondaire (52) ou du dernier refroidisseur conducteur (51 b) à la deuxième extrémité coupée (22c1 , 23c1 , 24c1 ). - from the first conductive cooler (51a) to a conductive cooler secondary (52) or to a last conductive cooler (51b), and - from the secondary conductive cooler (52) or from the last conductive cooler (51b) to the second cut end (22c1, 23c1, 24c1).
[Revendication 2] Coupe-circuit selon la revendication 1 , dans lequel les refroidisseurs conducteurs (51a, 52, 51b) sont agencés à une distance prédéterminée du conducteur électrique (20) et/ou de la première extrémité coupée (21 c1 , 22c2, 23c2) et/ou de la deuxième extrémité coupée (22c1 , 23c1 , 24c1). [Claim 2] Circuit breaker according to claim 1, in which the conductive coolers (51a, 52, 51b) are arranged at a predetermined distance from the electrical conductor (20) and/or from the first cut end (21c1, 22c2, 23c2) and/or the second cut end (22c1, 23c1, 24c1).
[Revendication 3] Coupe-circuit selon la revendication 2, dans lequel la distance prédéterminée est définie de sorte à constamment garantir un espace libre entre chacun des refroidisseurs conducteurs (51a, 52, 51b) et le conducteur électrique (20) et/ou la première extrémité coupée (21 c1 , 22c2, 23c2) et/ou la deuxième extrémité coupée (22c1 , 23c1 , 24c1 ), pendant et après la coupure du conducteur électrique (20). [Claim 3] A circuit breaker according to claim 2, wherein the predetermined distance is defined so as to always guarantee a free space between each of the conductive coolers (51a, 52, 51b) and the electrical conductor (20) and/or the first cut end (21c1, 22c2, 23c2) and/or the second cut end (22c1, 23c1, 24c1), during and after cutting the electrical conductor (20).
[Revendication 4] Coupe-circuit selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel les refroidisseurs conducteurs (51a, 52, 51b) sont agencés dans la chambre de coupure (15) de sorte à ce que les arcs électriques secondaires puissent s’établir le long du chemin d'arc secondaire uniquement si avant et/ou pendant la coupure, le conducteur électrique (20) est parcouru par un courant électrique présentant une intensité supérieure à une intensité seuil et/ou si après coupure, une tension aux bornes du coupe-circuit est supérieure à une tension seuil. [Claim 4] Circuit breaker according to one of Claims 1 to 3, in which the conductive coolers (51a, 52, 51b) are arranged in the interrupting chamber (15) in such a way that the secondary electric arcs can established along the secondary arc path only if before and/or during the cut, the electrical conductor (20) is traversed by an electric current having an intensity greater than a threshold intensity and/or if after the cut, a voltage at the terminals of the circuit breaker is greater than a threshold voltage.
[Revendication 5] Coupe-circuit selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel le premier chemin d’arc présente une restriction ou un passage réduit de sorte à ce que les arcs électriques secondaires puissent s’établir le long du chemin d'arc secondaire uniquement si lors de la coupure, le conducteur électrique (20) est parcouru par un courant électrique présentant une intensité supérieure à une intensité seuil et/ou si après coupure, une tension aux bornes du coupe-circuit est supérieure à une tension seuil. [Claim 5] Circuit breaker according to one of Claims 1 to 4, in which the first arc path has a restriction or a reduced passage so that the secondary electric arcs can be established along the arc path. secondary arc only if during the cut, the electric conductor (20) is traversed by an electric current having a intensity greater than a threshold intensity and/or if, after breaking, a voltage across the terminals of the circuit breaker is greater than a threshold voltage.
[Revendication 6] Coupe-circuit selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel des arcs électriques secondaires s'établissent entre au moins deux refroid isseurs conducteurs (51a, 52, 51b) adjacents. [Claim 6] Circuit breaker according to one of Claims 1 to 5, in which secondary electric arcs are established between at least two adjacent conductive coolers (51a, 52, 51b).
[Revendication 7] Coupe-circuit selon la revendication 6, dans lequel les refroidisseurs conducteurs (51a, 52, 51b) sont distincts et chacun séparés les uns des autres par une inter-distance prédéterminée. [Claim 7] Circuit breaker according to claim 6, in which the conductive coolers (51a, 52, 51b) are distinct and each separated from each other by a predetermined inter-distance.
[Revendication 8] Coupe-circuit selon la revendication 7, dans lequel deux refroidisseurs conducteurs (51a, 52, 51 b) adjacents situés sur le chemin d'arc secondaire et séparés par une inter-distance prédéterminée sont chacun éloignés du conducteur électrique (20), et/ou de la première extrémité coupée (21 d, 22c2, 23c2) et/ou de la deuxième extrémité coupée (22c1 ,[Claim 8] A circuit breaker according to claim 7, wherein two adjacent conductive coolers (51a, 52, 51 b) located on the secondary arc path and separated by a predetermined inter-distance are each remote from the electrical conductor (20 ), and/or the first cut end (21d, 22c2, 23c2) and/or the second cut end (22c1,
23c1 , 24c1 ) d’une distance supérieure à ladite inter-distance. 23c1, 24c1) by a distance greater than said inter-distance.
[Revendication 9] Coupe-circuit selon l’une des revendications 1 à 8, comprenant aux moins trois refroidisseurs conducteurs (51a, 52, 51b) sur le chemin d'arc secondaire, de sorte à définir un premier refroidisseur conducteur (51a) et un dernier refroidisseur conducteur (51b) situés sur le chemin d'arc secondaire, et dans lequel le premier refroidisseur conducteur (51 a) et le dernier refroidisseur conducteur (51 b) sont chacun agencés plus proches du conducteur électrique (20), et/ou de la première extrémité coupée (21 c1 , 22c2, 23c2) et/ou de la deuxième extrémité coupée (22c1 , 23c1 , 24c1 ) que les autres refroidisseurs conducteurs (51a, 52, 51b). [Claim 9] Circuit breaker according to one of Claims 1 to 8, comprising at least three conductive coolers (51a, 52, 51b) on the secondary arc path, so as to define a first conductive cooler (51a) and a last conductive cooler (51b) located on the secondary arc path, and in which the first conductive cooler (51a) and the last conductive cooler (51b) are each arranged closer to the electrical conductor (20), and/ or the first cut end (21c1, 22c2, 23c2) and/or the second cut end (22c1, 23c1, 24c1) than the other conductive coolers (51a, 52, 51b).
[Revendication 10] Coupe-circuit selon l’une des revendications 1 à 9, dans lequel au moins deux refroidisseurs conducteurs (51 a, 52, 51 b) sont séparés par une paroi isolante par exemple en plastique, la paroi isolante comprenant un évidement ou un trou situé sur le chemin d'arc secondaire. [Claim 10] Circuit breaker according to one of Claims 1 to 9, in which at least two conductive coolers (51 a, 52, 51 b) are separated by an insulating wall, for example made of plastic, the insulating wall comprising a recess or a hole located on the secondary arc path.
[Revendication 11] Coupe-circuit selon la revendication 10, dans lequel les deux refroidisseurs conducteurs (51a, 52, 51b) séparés par la paroi isolante présentent chacun deux extrémités, avec une première extrémité en regard de la chambre de coupure (15) et/ou du conducteur électrique (20), et dans lequel l'évidement ou le trou [Claim 11] Circuit breaker according to claim 10, in which the two conductive coolers (51a, 52, 51b) separated by the insulating wall each have two ends, with a first end facing the interrupting chamber (15) and /or of the electrical conductor (20), and in which the recess or the hole
- est décalé de la première extrémité, ou - is offset from the first end, or
- est agencé du côté de la deuxième extrémité de chaque refroidisseur conducteur opposée à la première extrémité. - Is arranged on the side of the second end of each conductive cooler opposite the first end.
[Revendication 12] Coupe-circuit selon l’une des revendications 1 à 11, comprenant une pluralité de couteaux (31a, 31b, 31c), de sorte à définir :[Claim 12] Circuit breaker according to one of claims 1 to 11, comprising a plurality of blades (31a, 31b, 31c), so as to define:
- plusieurs zones coupées séparant chacune une première extrémité coupée (21 c1, 22c2, 23c2) du conducteur électrique (20) d'une deuxième extrémité coupée (22c1 , 23c1 , 24c1 ) du conducteur électrique (20) et au moins un tronçon libre de conducteur électrique (20) après la coupure, et/ou - several cut zones each separating a first cut end (21c1, 22c2, 23c2) of the electrical conductor (20) from a second cut end (22c1, 23c1, 24c1) of the electrical conductor (20) and at least one free section of electrical conductor (20) after cutting, and/or
- un premier chemin d’arc permettant à un premier arc électrique de s’établir directement de la première extrémité coupée (21 c1 , 22c2, 23c2) à la deuxième extrémité coupée (22c1 , 23c1 , 24c1 ) d’une zone coupée et à un autre premier arc de s’établir directement de la première extrémité coupée (21 d, 22c2, 23c2) à la deuxième extrémité coupée (22c1 , 23c1 , 24c1) d’une autre zone coupée. - a first arc path allowing a first electric arc to be established directly from the first cut end (21c1, 22c2, 23c2) to the second cut end (22c1, 23c1, 24c1) of a cut zone and to another first arc to be established directly from the first cut end (21d, 22c2, 23c2) to the second cut end (22c1, 23c1, 24c1) of another cut zone.
[Revendication 13] Coupe-circuit selon la revendication 12, ne comprenant qu’un seul chemin d'arc secondaire passant par au moins deux refroidisseurs conducteurs (51a, 52, 51b) pour permettre à des arcs électriques secondaires de s’établir de la première extrémité coupée (21 c1 , 22c2, 23c2) de ladite une zone coupée à la deuxième extrémité coupée (22c1 , 23c1 ,[Claim 13] A circuit breaker according to claim 12, comprising only one secondary arc path passing through at least two conductive coolers (51a, 52, 51b) to allow secondary electric arcs to be established from the first cut end (21c1, 22c2, 23c2) of said one cut zone at the second cut end (22c1, 23c1,
24c1 ) de ladite une autre zone coupée. 24c1) of said another cut zone.
[Revendication 14] Coupe-circuit selon l’une des revendications 1 à 13, dans lequel le premier chemin d'arc est différent du chemin d'arc secondaire. [Revendication 15] Coupe-circuit selon l’une des revendications 1 à 14, comprenant deux bornes de connexion, dans lequel les refroidisseurs conducteurs (51a, 52, 51b) sont agencés pour limiter, lors de la coupure électrique du circuit électrique comprenant le conducteur électrique (20) à couper, une tension maximale aux bornes du coupe-circuit à 250% d'une tension aux bornes du coupe-circuit après coupure. [Claim 14] Circuit breaker according to one of Claims 1 to 13, in which the first arc path is different from the secondary arc path. [Claim 15] Circuit breaker according to one of Claims 1 to 14, comprising two connection terminals, in which the conductive coolers (51a, 52, 51b) are arranged to limit, during the electrical cut-off of the electrical circuit comprising the electrical conductor (20) to be cut, a maximum voltage at the terminals of the circuit breaker at 250% of a voltage at the terminals of the circuit breaker after cutting.
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